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Methoden der instrumentellen Analytik

Die Methoden der instrumentellen Analytik - A - Z

 



A

AAS - Atomic Absorption Spectroscopy

Atom-Absorptions (AA) Spektroskopie verwendet die Absorption des Lichtes, um die Konzentration von Gasphasenatomen zu bestimmen. Da Proben normalerweise Flüssigkeiten oder Festkörper sind, müssen die Probenatome oder -ionen in einer Flamme- oder einem Graphitofen verdampft werden. Die Atome absorbieren ultraviolettes oder sichtbares Licht und führen Übergänge zu höheren elektronischen Energieniveaus durch.

AED - Auger Electron Diffraction

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AED - Atomic-Emission Detector

AED ist ein Verfahren mit hoher Trennschärfe für flüchtige, termisch stabile Verbindungen. Da immer kompliziertere Mischungen erfolgreich getrennt werden können, sind die im Ergebnis entstehenden Chromatogramme in zunehmendem Maße komplizierter. Die Stärke des AED-Verfahrens liegt in der Fähigkeit des Detektors, die Atomemissionen von vielen Elementen in den Parametern gleichzeitig festzustellen. Sobald die Probe die GC Säule passiert hat, gelangt sie in eine durch Mikrowellenbeheiztes Plasma, in dem die in der Probe enthaltenen Verbindungen zerlegt und ihre Atome durch die Energie des Plasmas angeregt werden. Das emittierte Licht wird mit Hilfe eines Photodiodenarrays in einzelne Linien getrennt. Aus den einzelnen Emissionlinien lassen sich mit Hilfe des Computers die Chromatogramme reproduzieren.

AES - Auger Electron Spectroscopy

Bei der Auger-Elektronen-Spektroskopie wird einem Atom von aussen Energie zugeführt, wobei ein Elektron aus einer inneren Schale emittiert wird. Das nun fehlende Elektron wird von einem Elektron auf einer weiter aussen liegenden Schale ersetzt, wobei Energie frei wird. Die freiwerdende Energie kann einerseits in Form von (Röntgen-)strahlung abgegeben werden, oder, wie im vorliegenden Fall, durch die Emission eines Auger-Elektrons. Da Auger-Elektronen wegen der bei ihnen verfügbaren Energie nur eine sehr geringe Reichweite besitzen, können mit dieser Methode oberflächennahe Bereiche in Festkörpern untersucht werden.

AES - Atom Emission Spectroscopy

Atomemissionspektroskopie (AES oder OES optische Emissionspektroskopie) verwendet die quantitative Analyse der optischen Emission von angeregten Atomen, um Probenkonzentrationen festzustellen. Probenatome in gelöster Form werden verdampft, und durch eine Flamme, eine Entladung oder ein Plasma atomisiert. Auf diese Weise wird genügend Energie zugeführt, um die Atome in Zustände mit hoher Aktivierungsenergie zu überführen. Unter Aussendung von Licht wechseln die Atome dann in Zustände niedrigerer Energie. Da die Übergänge zwischen eindeutigen Atomenergieniveaus stattfinden, sind die Emissionlinien in den Spektren schmal. Die Spektren der Proben, die viele Elemente enthalten, können sehr komplex werden, so dass die spektrale Trennung benachbarter Übergänge hohe Auflösung erfordert. Da alle Atome in einer Probe gleichzeitig angeregt werden, lassen sie sich durch den Einsatz eines Polychromators mit mehrfachen Detektoren zeitgleich untersuchen. Diese Fähigkeit, mehrfache Elemente gleichzeitig zu messen ist ein Hauptvorteil von AES im Vergleich zu AAS.

AFM - Atomic Force Microscopy (Rasterkraftmikroskopie)

Beim AFM wird eine sehr dünne Nadel an einem Federarm über die Oberfläche einer Probe geführt. Durch die Anziehungskräfte zwischen den Atomen der Oberfläche und der Nadel verbiegt sich die Feder. Diese Verbiegung kann entweder elektrisch oder optisch gemessen werden, und ist ein Maß für den Abstand der Nadel von der Probenoberfläche (und damit für die Oberflächenstruktur).

AFS - Atomic Fluorescence Spectroscopy

Mit Atomfluoreszenzspektroskopie wird die optische Emission von Gasphasenatomen bezeichnet, die durch Absorption elektromagnetischer Strahlung in höhere Energieniveaus angeregt worden sind. Der Hauptvorteil der Fluoreszenzabfragung verglichen mit einer Bestimmung der Absorption ist die grössere erreichbare Empfindlichkeit, weil das Fluoreszenzsignal einen sehr niedrigen Hintergrund hat. AFS ist nützlich, um die elektronische Struktur der Atome zu studieren und quantitative Messungen durchzuführen. Laserinduzierte Fluoreszenz von Molekülen wird wegen der Unterschiede der Energieniveaus zwischen Atomen und Molekülen hier nicht berücksichtigt.

APS - Appearance Potential Spectroscopy

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APXS - Alpha Particle X-Ray Spectrometer

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C

CARS  Coherent Antistokes Raman Spectroscopy

Bei der CARS wird eine Probe zeitgleich mit zwei Laserstrahlen beleuchtet, die sich geringfügig in ihrer Freuqunez unterscheiden. Stimmt der Frequenzunterschied, wird im Molekül ein Zustand angeregt, der einer elektronischen plus einer Schwingungsanregung entspricht. Die vom Molekül abgestrahlte Intensität beim Übergang in den Grundzustand ist deswegen genau dann besonders groß, wenn der Energieunterschied der beiden anregenden Strahlen genau passt. Im Vergleich zur reinen Ramanspektroskopie liegt der Vorteil von CARS im größeren Signal-Rausch-Verhältnis und in der räumlichen Trennung von absorbierter und emittierter Strahlung.
CE - Capillary Electrophoresis (Kapillarelektrophorese)
Bei der Kapillarelektrophorese werden Moleküle in einer Lösung in eine Kapillare eingebracht, in der sie durch ein angelegtes elektrisches Feld bezüglich ihres Ladung-zu-Masse-Verhältnisses separiert werden. In einer abgewandelten Form ist dies auch für unterschiedliche Größe-zu-Masse-Verhältnisse möglich.
CL  Cathodoluminescence

CRLAS - Cavity-Ringdown Laser Absorption Spectroscopy

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CV - Cyclic Voltammetry

Zyklovoltametrie (CV) ist eine elektrolytische Methode, die Mikroelektroden und eine unbewegte Lösung benutzt, damit der gemessene Strom durch Partikeldiffusion an der Elektrodenoberfläche begrenzt wird. Die Elektrodenspannung wird linear zu negativeren Werte hochgefahren, und anschließend in umgekehrter Weise auf die Ausgangsspannung zurückgeregelt. Der Vorwärtsscan produziert eine Stromspitze für jene Stoffe, die innerhalb des durchfahrenen Spannungsbereichs reduziert werden können. Der Strom steigt, wenn das Redoxpotential der Probe erreicht ist, und veringert sich anschließend, sobald die Stoffkonzentration nahe der Elektrodenoberfläche verbraucht wird. Bei der Umkehrung des Vorgangs wird das im Verlauf der Redoxreaktion entstandene Produkt wieder oxidiert, und erzeugt so eine Stromspitze mit umgekehrter Polarität.

 

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D

DLS – Dynamic Light Scattering (Dynamische Lichtstreuung)

Bei der DLS wird der Dopplereffekt der sich in einer Flüssigkeit bewegenden Moleküle oder Partikel benutzt, um die Größe der Objekte zu bestimmen. Dazu muss eine verdünnte Lösung oder Suspension verwendet werden, die mit einem Laserstrahl beleuchtet wird. Das von der Probe gestreute Licht ist wegen der Bewegung der Partikel in der Frequenz verschoben; die Größe der Frequenzverschiebung wird zeitaufgelöst gemessen, und so die Größe der Partikel oder ihre Verteilung bestimmt.
DPP - Differential Pulse Polarography

DSC - Differential Scanning Calorimetry

Differenzscanning-Kalorimetrie mißt unabhängig voneinander die Rate des Wärmeflusses einer bestimmten Probe und die eines Standards der gleichen Temperatur. Aufgezeichnet wird der differentielle Wärmefluß als Funktion der Temperatur. DSC ist nützlich, um die gleichen Probeneigenschaften wie mit DTA zu bestimmen und zusätzlich die Wärmekapazität der Probe zu messen.

DLS - Dynamic Light Scattering (PCS)

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DTA - Differential-thermal Analysis

Mit Differentialthermoanalyse wird der Temperaturunterschied zwischen einer Probe und einer Referenz bei Energiezufuhr gemessen.. Mit dieser Methode lassen sich sowohl endotherme, als auch exotherme Prozesse einschließlich Phasenübergängen, Dehydratisierung und Dekomposition, Redoxreaktionen oder Festkörperreaktionen untersuchen.

DVS - Dynamic Vapour Sorption

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E

EBSD - Electron Backscatter Diffraction

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EDX – Energy Dispersive X-Ray Analysis

Bei der EDX wird eine Probe mit Röntgenlicht bestrahlt. Dabei werden – wenn die Energie der Röntgenquanten ausreicht – Elektronen aus der Hülle der Atome herausgeschlagen. Die Lücken in der Elektronenhülle werden durch Elektronen von aussen wieder gefüllt, wobei Strahlung mit einer charakteristischen Wellenlänge ausgesendet wird, die detektiert werden kann. Wird die Energie der einfallenden Röntgenstrahlung variiert, können auf diese Weise unterschiedliche Atome in der Probe nachgewiesen werden.
EID - Electron Induced Desorption

EMPA - Electron Microprobe Analysis

Bei der Electron Microprobe Analysis wird eine feste Probe mit einem sehr fein fokussierten Elektronenstrahl beschossen. Dabei werden Atome in der Probe ionisiert, indem Elektronen aus inneren Schalen zur Emission angeregt werden. Beim Auffüllen der fehlenden Elektronen wird charakteristische Röntgenstrahlung frei. Durch den Vergleich mit vorhandenen Werte können die in der Probe enthaltenen Elemente identifiziert werden (qualitative Analyse). Beim Vergleich der Intensitäten der emittierten Strahlung mit Standardproben ist darüber hinaus auch eine quantitative Analyse möglich.

EPR - Electron Paramagnetic Resonance (vgl. ESR)

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ESD - Electron Stimulated Desorption

Mit ESD können nichtthermische Prozesse von an einer Oberfläche adsorbierten (physikalisch gebundenen) Atomen oder Molekülen charakterisiert werden. Dabei werden die Oberflächen im Vakuum mit Elektronen im Energiebereich von etwa 5 eV bis 200 eV beschossen, und die als Funktion der Elektronenenergie emittierten Teilchen untersucht.

ESCA - Electron Spectroscopy For Chemical Analysis; See XPS

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ESR - Electron Spin Resonance (vgl. EPR)

Wenn sich ein Atom oder ein Molekül mit einem ungepaarten Elektron in einem magnetischen Feld befindet, kann sich der Drehimpuls des Elektrons entweder parallel oder antiparallel zum äußeren Feld ausrichten. Diese beiden Ausrichtungen haben unterschiedliche Energieniveaus, so dass die Anwendung des äußeren Feldes die Entartung aufhebt. Durch die Einstrahlung von Mikrowellen können Übergänge zwischen den beiden Niveaus angeregt werden. Mit EPR und ESR wird die Absorption der Mikrowellenstrahlung bestimmt, so dass Konzentrationen gemessen werden können. Ungepaarte Elektronen sind enthalten in freien Radikalen, Molekülen mit einer ungeraden Anzahl von Elektronen, Übergang-Metallkomplexen, Lanthanid-Ionen sowie Molekülen, die in einen Triplet-Zustand übergehen können.

EXAFS - Extended X-Ray Absorption Fine Structure

Mit EXAFS werden die Art, Anzahl und Entfernung von Nachbaratomen eines bestimmten Elements in einzelnen Molekülen, Flüssigkeiten oder Festkörpern bestimmt. Eine Probe wird mit Röntgenlicht bestrahlt, wobei Atome ionisiert und dadurch Elektronen freigesetzt werden. Die Wellenlänge der Röntgenstrahlung wird dabei so gewählt, dass die Energie der Röntgenquanten gerade für die Ionisierung ausreicht. Die freigesetzten Elektronen werden an den umgebenden Atomen gestreut, und modulieren auf diese Weise die Absorptionswahrscheinlichkeit der einfallenden Röntgenstrahlung. Als Ergebnis wird ein Oszillationsmuster im Absorptionsspektrum der einfallenden Röntgenstrahlung sichtbar, aus dem die eingangs genannten Größen abgeleitet werden können.

 

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F

FEM - Field Emission Microscopy

Mit der FEM können sehr kleine Oberflächenstrukturen auf festen Proben untersucht werden. Dazu wird an eine sehr feine metallische Nadel ein starkes elektrisches Feld angelegt. Elektronen tunneln aus der Nadel durch eine Probe in Richtung eines Fluoreszenzschirmes. Das Bild auf dem Schirm ergibt sich dabei durch die atomaren elektrischen Verhältnisse in der durch strahlten Probe.

FFF - Field Flow Fractionation

Bei der FFF wird eine Lösung, die Moleküle mit unterschiedlichem Molekulargewicht enthält, durch ein dünnes Rohr gepumpt. Senkrecht zur Flussrichtung liegt ein Feld (Gravitations-, Temperatur-, Druck- oder elektrisches Feld) an, durch das die Moleküle einen Versatz senkrecht zur Flussrichtung erfahren. Da die Strömungsgeschwindigkeit in einem Rohr in der Mitte am größten ist, und zur Seite hin abfällt, bewegen sich Moleküle, die durch das Feld aus der Rohrmitte wegbewegt worden sind, nun langsamer vorwärts, und kommen deswegen auch zeitlich versetzt am Rohrausgang an.

FIM-AP - Field Ion Microscopy-Atom Probe

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FTIR - Fourier Transform Infrared Absorption Spectroscopy

ATR (Attenuated Total Reflection), GI (Gracing Incidence), DRIFTS (Diffuse Reflectance)
Herkömmlichen Spektrometern benutzen optische Gitter, um das Licht einer Quelle in einzelne Wellenlängen zu zerlegen, mit denen anschließend die Probe untersucht werden kann. Fourier Transform Infrared (FTIR) Spektrometer benutzen stattdessen ein Interferometer. In dem einer der beiden Spiegel des Spektrometers bewegt und damit Interferenz im Licht auf die zu untersuchende Probe erzeugt wird, entsteht das Absorptionsspektrum als komplexes Intensitätsmuster. Aus diesem Muster muss das Spektrum als Funktion der Wellenlänge, das, was man üblicherweise als Spektrum versteht, durch Rechnung (Fouriertransformation) gewonnen werden.

FTMS - Fourier-transform Mass Spectrometry

Bei der Fourier Transform Massenspektroskopie  FTMS - bewegen sich Ionen in einem äußeren Magnetfeld auf kreisförmigen Bahnen. Die Umlauffrequenz hängt dabei von der Ionenmasse ab. Radiowellen der selben Frequenz können von diesen Ionen absorbiert werden. Dabei gehen die Ionen in einen angeregten Zustand über. Beim anschließenden Übergang zurück in den Grundzustand wird Strahlung ausgesendet und von einem Detektor empfangen.

 

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G

GC - Gas Chromatography

Mit Hilfe der Gaschromatography lassen sich flüchtige organische Verbindungen voneinander trennen. Dabei wird die auf Grund ihrer unterschiedlichen Masse voneinander abweichende Diffusionsge-schwindigkeit der Moleküle benutzt. Das Gasgemisch  die bewegliche Phase - wird dazu mit einer Nadel in eine temperierte Trennsäule gefüllt, in der sich eine stationäre Phase befindet. Am Ende der Trennsäule befindet sich ein Detektor, der die zu unterschiedlichen Zeiten dort ankommenden Moleküle nachweist.

GD-MS - Glow Discharge Mass Spectrometry

Bei der GD-MS werden im Vakuum positiv geladene Argon-Ionen in einem elektrischen Feld in Richtung der negativ geladenen, leitfähigen Probe beschleunigt. Dabei werden laufend Atome aus der Probenoberfläche geschlagen, massenspektroskopisch getrennt und analysiert werden können.

GD-OES - Glow Discharge Optical Spectroscopy

Bei der GD-OES werden im Vakuum positiv geladene Argon-Ionen in einem elektrischen Feld in Richtung der negativ geladenen, leitfähigen Probe beschleunigt. Dabei werden laufend Atome aus der Probenoberfläche geschlagen, die durch Stöße mit Elektronen im Argonplasma selbst ionisiert werden, und dabei charakteristische Strahlung aussenden.

GISAXS - Grazing Incidence Small Angle X-Ray Scattering

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GIXD - Grazing Incidence X-Ray Diffraction

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H

HAS - Helium Atom Scattering

Bei der HAS werden im Gegensatz zur Elektronenstreuung Heliumatome auf die Probe geschossen. Wegen ihrer im Vergleich zur Elektronenstreuung wesentlich geringeren Energie, und dem größeren Wirkungsquerschnitt (=Reaktionswahrscheinlichkeit) dringen Heliumatome nur maximal einen halben Nanometer in die Oberfläche ein. Die Methode eignet sich also, um Adsorbate auf der Oberfläche zu untersuchen.

HPLC - High Performance Liquid Chromatography

High-performance liquid chromatography (HPLC) ist ein Verfahren zum trennen von Flüssigkeitsgemischen. In einer Trennsäule befindet sich wie bei der Gaschromatografie eine stationäre Phase. Das Flüssigkeitsgemisch  die mobile Phase  wird in die Trennsäule eingefüllt. Die einzelnen Komponenten, aus denen das Gemisch besteht, erreichen den Detektor am Ende der Trennsäule zu unterscheidlichen Zeiten, und können so nachgewiesen werden.

HREM - High Resolution Electron Microscopy

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HREELS - High Resolution Electron Energy Loss Spectroscopy

Bei der hochaufgelösten Elektronenergieverlustspektroskopie trifft ein Elektronenstrahl definierter Energie im Ultrahochvakuum auf eine Probenoberfläche. In einem Analysator wird die Energie der von der Probe elastisch und inelastisch reflektierten Elektronen gemessen. Einige Elektronen verlieren während der Wechselwirkung mit der Probenoberfläche einen charakteristischen Teil ihrer Energie. Durch die Bestimmung des Energieverlustes der gestreuten Elektronen können Prozesse untersucht werden wie z. B. Schwingungen von adsorbierten Atomen und Molekülen gegen die Oberfläche (Oberflächenchemie), Schwingungen des oberflächennahen Atomgitters (Phononenbandstruktur), Plasmonenan-regungen oder Ladungsträgerdichteschwingungen in oberflächennahen Bereichen.

 

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I

IAES - Ion Induced Auger Electron Spectroscopy

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IGA - Intelligent Gravimetric Analysis

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IIX - Ion Induced X-Ray Analysis

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IM - Ion Microprobe

Bei der IM wird eine Probe statt mit Elektronen mit Ionen beschossen. Dabei werden aus der Probenoberfläche ebenfalls Ionen herausgelöst, die anschließend mit einem Massenspektrometer untersucht werden können.

IMF - Instrumental Mass Fractionation

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INS - Ion Neutralization Spectroscopy

Bei der INS wird ein positiv geladenes, langsames Ion in Kontakt mit einer metallischen Oberfläche gebracht. Dabei wird ein Valenzelektron aus dem Metall auf das Ion übertragen, wobei das Ion neutralisiert wird. Die freiwerdende Energie wird einem weiteren Valenzelektron zugeführt, das nun energiereich genug ist, um aus der Metalloberfläche austreten zu können. Das Energiespektrum einer Vielzahl auf diese Weise austretender Elektronen erlaubt daher Rückschlüsse auf das Energiespektrum des Metalls an der untersuchten Stelle.

IRS - Infra Red Spectroscopy

Mit Infrarot-Absorptionsspektroskopie wird üblicherweise im Wellenlängenbereich zwischen 2,5 und 50 Mikrometern das Absorptionsverhalten einer Probe gemessen. Licht in diesem Wellenlängenbereich ist genügend energiereich, um molekulare Schwingungen anzuregen. Die Wellenlänge solcher Schwingungen ist charakteristisch für die Art der im Molekül vorliegenden Bindung. In dem also das Infrarotspektrum einer Probe analysiert wird, können Art und Menge der vorliegenden Bindungen  und damit der Molekültyp der Probe  bestimmt werden. Im Gegensatz zur Ramanspektroskopie sind dabei diejenigen Bewegungen nachweisbar, bei denen durch die Bewegung keine Veränderung des elektrischen Dipolmoments erfolgt.

ISE - Ion Selective Electrode

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ISS - Ion Scattering Spectroscopy

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L

LC - Liquid Chromatography

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LEED - Low Energy Electron Diffraction

Mit LEED werden Anordnungen von Atomen in dünnen Schichten oder an Oberflächen im Vakuum untersucht. Dabei wird mit Elektronen geringer Energie die Schicht „durchleuchtet“, und das durch die Streuung der Elektronen entstehende Beugungsmuster auf einem Fluoreszenzschirm sichtbar gemacht.

LEEM - Low Energy Electron Microscopy

Bei der LEEM wird ein Elektronenmikroskop benutzt, um eine stark vergrößerte Abbildung eines Werkstücks zu erhalten. Im Gegensatz zum normalen Elektronenmikroskop haben die Elektronen in diesem Fall jedoch nur eine sehr geringe Energie, und können deswegen auch nur sehr wenig in das untersuchte Material eindringen. Die Methode ist aus diesem Grund sehr spezifisch für die Untersuchung von Oberflächen.

LIBS - Laser Induced Breakdown Spectroscopy

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LIF - Laser-Induced Fluorescence

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LOES - Laser Optical Emission Spectroscopy

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LS - Light Scattering

Bei der statischen Lichtstreuung wird nicht zeitaufgelöst, sondern gemessen, sondern die Streuintensität als Funktion des Winkels bestimmt. Während für Partikel, die kleiner als die Wellenlänge des Lichtes sind, die Streuintensität nicht vom Winkel abhängig ist, findet man für größere Partikel eine Beziehung zwischen Streuwinkel und Intensität. Durch die Messung der winkelabhängigen Streuintensität kann daher die Partikelgröße (oder das Molekulargewicht), bzw. ihre Verteilung bestimmt werden.

 

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M

MS - Mass Spectroscopy

Bei der MS wird die zu untersuchende Probe ionisiert, und in einem anschließenden Bereich hinsichtlich ihres Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses getrennt. Um diese Trennung vorzunehmen, existieren mehrere Metoden. Die separierten Ionen werden schließlich im Detektor nachgewiesen. Als Ergebnis erhält man Aussagen über Art und Menge der in der untersuchten Probe vorhandenen Atome oder Moleküle.

MS - Mossbauer Spectroscopy

Bei der Mößbauerspektroskopie wird eine Quelle für Gamastrahlung bewegt, um – bedingt durch den Dopplereffekt – eine geringfügige Modulation der Energie der Strahlung zu erzeugen. Wenn eine Probe mit dieser Strahlung durchleuchtet, und die Intensität der Strahlung hinter der Probe bestimmt wird, ist es möglich, das Transmissionsspektrum der Gammastrahlung der Probe mit sehr hoher Auflösung zu untersuchen.

 

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N

NAA - Neutron Activation Analysis

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NEXAFS - Near Edge X-Ray Absorption Fine Structure

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NFSOM - Near Field Scanning Optical Microscopy

Mit NFSOM können durch ein mikroskopisches Verfahren im optischen Spektralbereich Proben mit einer Auflösung deutlich unterhalb der üblicherweise geltenden Beugungsbegrenzung untersucht werden. Um die für das Verfahren notwendige Lichtquelle mit sehr geringer Öffnung herzustellen, wird das Ende einer Glasfaser verjüngt, und der so entstehende Kegelmantel mit Aluminium bedampft. Im Nahfeld der Lichtquelle wird anschließend die Probe untersucht.

NIR - Near Infrared Spectroscopy

Mit NIR wird das Absorptionsverhalten einer Probe im Wellenlängenbereich zwischen 800 nm (rotes Ende des sichtbaren Spektrums) und 2,5 Mikrometern bestimmt. Damit können Kombinationsschwingungen oder Schwingungsübergänge zwischen höheren Energieniveaus in Molekülen untersucht werden (vgl. IRS).

NMR - Nuclear Magnetic Resonance

Magnetische Drehimpulse (Spins) von Atomkernen richten sich in einem äußeren magetischen Feld in bestimmten Winkeln zu diesem Feld aus. Jedem Winkel entspricht dabei ein bestimmtes Energieniveau. Durch Energiezufuhr von außen (Einstrahlung von Mikrowellen) können Übergänge zwischen diesen Energieniveaus angeregt werden. Weil sich in einem Molekül Atome gegenseitig beeinflussen, richtet sich die genaue Lage dieser Energieniveaus danach, wo im Molekül sich ein Atom befindet, d. h., wie seine elektrische Nachbarschaft aussieht. Verändert man die Wellenlänge der Mikrowellen, kanndem Molekül immer dann Energie zugeführt werden, wenn die Energie der Mikrowellen mit dem Energieunterschied eines Kernspinübergangs übereinstimmt.

NPP - Normal Pulse Polarography

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O

OES  vgl. AES

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P

PCS - Photon Correlation Spectroscopy

Vgl. DLS

PD  Photodesorption

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PED - Photoelectron Diffraction (auch XPD, PhD, ARPEFS)

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PEEM – Photo Electron Emission Microscopy

Mit PEEM werden Oberflächen untersucht, die bei der Bestrahlung mit UV-Licht Photoelektronen aussenden. Die austretenden Elektronen werden einerseits hinsichtlich ihrer Energie selektiert (=Maß für die Austrittsarbeit), und andererseits durch eine vergrößernde Elektronenoptik auf einen Schirm gelenkt, wo auf diese Weise ein Bild der Probe entsteht.

PIXE - Particle (or Proton) Induced X-Ray Spectroscopy

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R

RBS - Rutherford Back-scattering Spectroscopy

Bei der RBS wird eine Probe mit Teilchen beschossen. Die Teilchen werden an den Atomen der Probe gestreut, und im Anschluss daran detektiert. Aus dem Energieverlust und der Richtung der gestreuten Teilchen sind Rückschlüsse auf die chemische Zusammensetzung der Probe als Funktion der Eindringtiefe möglich.

REM - Reflection Electron Microscopy

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REMPI - Resonance Enhanced Multi-photon Ionization

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RHEED - Reflection High Energy Electron Diffraction

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RS - Raman Spectroscopy

Ramanspektroskopie dient dazu, Rotations- und Schwingungsbewegungen von Molekülen zu untersuchen. Im Gegensatz zur Infrarotspektroskopie werden bei der Ramanspektroskopie die Bewegungen erfasst, die mit einer Veränderung des molekularen Dipolmoments einhergehen.
Bei einem elektronische Absorptionsprozess kann in einem Molekül zeitgelich zusätzlich eine Rotations- oder Schwingungsbewegung angeregt oder gestoppt werden. Im ersten Fall ist die abgegebene oder aufgenommene Strahlung von geringerer, im zweiten Fall von höherer Energie, als dies ohne die Anregung zusätzlicher Molekülbewegungen der Fall wäre. Die vom Molekül abgegebene Strahlung hat im Fall der geringeren Energie eine größere Stokesstrahlung), im Fall der höheren Energie eine kleinere Wellenlänge (Antistokesstrahlung), unterscheidet sich also von der ursprünglich eingestrahlten Wellenlänge. Aus dem Frequenzabstand und der Intensität der abgegebenen von der aufgenommenen Strahlung können Rückschlüsse auf die chemische Zusammensetzung der untersuchten Moleküle getroffen werden.

 

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S

SAXS - Small Angle X-Ray Scattering

Im Gegensatz zu Neutronen, die mit den Atomkernen von Proben reagieren, wechselwirken Röntgenquanten mit der Elektronenhülle. Wie bei der statischen Lichtstreuung gilt auch hier, dass kleine Streuwinkel durch relativ grobe Strukturen in der Probe verursacht werden. SXAS ist deswegen eine Methode, um nicht Atomabstände, sondern Moleküle oder Partikel zu untersuchen.

SCANIIR - Surface Composition By Analysis Of Neutral Species And Ion-impact Radiation

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SDS-PAGE - Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) Polyacrylamide Gel Electrophoresis (PAGE)

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SE - Spetroscopic Ellipsometry

Mit SE können die optischen Konstanten (Brechzahl) einer Probe sowie die den Lichtstrahl reflektierende Schichtdicke bestimmt werden. Dazu wird eine Probe mit polarisiertem Licht beleuchtet, und der durch die Reflexion an der Probe geänderte Polarisationszustand des Lichts nach der Probe bestimmt.

SEC - Size-exclusion Chromatography

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SEIRA -Surface Enhanced Infrared Absorption Spectroscopy

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SEM - Scanning Electron Microscopy

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SEXAFS - Surface Extended X-Ray Absorption Fine Structure

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SFC - Supercritical-fluid Chromatography

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SFE - Solid-phase Extraction

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SFE - Supercritical-fluid Extraction

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SIMS - Secondary Ion Mass Spectrometry

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SNMS - Sputtered Neutral Species Mass Spectroscopy

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SNOM - Scanning Near-Field Optical Microscopy

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SPM - Scanning Probe Microscopy

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STEM  Scanning Transmission Electron Microscopy

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STM - Scanning-Tunneling Microscopy

Mit scanning-tunneling microscopy (STM) können elektrisch leitfähige Materialien mit atomarer Genauigkeit untersucht werden. Dazu wird eine metallische Spitze, die so fein ist, dass sie am Ende aus genau einem Atom besteht, sehr nahe an die zu untersuchende Oberfläche gebracht. Anschließend werden die Spitze und die Probe mit den beiden Polen einer Stromquelle verbunden. Es fließ ein geringer Strom, dessen Stärke vom Abstand der Spitze von der Probenoberfläche abhängt. Indem die Spitze über die Probenoberfläche bewegt wird, kann die Gestalt der Oberfläche untersucht werden. Dazu wird in der Regel der zwischen Spitze und Probenoberfläche fließende Strom gemessen, und auf einen konstanten Wert geregelt. Die dazu notwendige Bewegung der Spitze in Richtung der Probe oder weg von dieser bildet die Gestalt der Probenoberfläche direkt ab.

STXM - Scanning Transmission X-Ray Microscopy

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T

TEM - Transmission electron microscopy

Bei der Transmission electron microscopy (TEM) wird die Probe durch Elektronen  nicht Licht  abgebildet, die die Probe durchdringen. Da Elektronen sehr stark mit Materie wechselwirken, muss die Probe in sehr dünne Scheiben (100 nm bis 1000 nm) geschnitten werden.

TG - Thermogravimetry

Mit Thermogravimetry wird die Masse einer Probe bestimmt, während sich die Temperatur erhöht. Auf diese Weise kann der Anteil der Probe an Lösungemitteln wie Wasser (verdampft) oder organischen Bestandteilen (verbrennen) untersucht werden.

TLC - Thin-layer Chromatography

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U

UPS - UV-photoelectron Spectroscopy

Im Gegensatz zur XPS wird hier UV-Licht benutzt, wobei nicht Elektronen der inneren Schalen, sondern Valenzelektronen herausgelöst werden.

UV/Vis - Ultraviolet/Visible Absorption Spectroscopy

Mit UV/Vis Spektroskopie wird Licht untersucht, das entweder eine Probe durchdringt, oder von der Probenoberfläche reflektiert wird. Da UV/Vis Spektroskopie (190 nm bis 900 nm)  wie der Name sagt den Bereich des sichtbaren Lichts mit abdeckt (400 nm bis 750 nm), kann die Methode benutzt werden, um die optischen Eigenschaften von Stoffen wie z. B. Pigmenten, Beschichtungen, Oberflächen, Filtern o. ä. zu untersuchen.

 

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W

WAXS - Wide Angle X-Ray Scattering

Vgl. SAXS, wobei hier Untersuchungen von wesentlich kleineren Strukturen als bei SAXS das Ziel sind.

WDX - Wavelength Dispersive X-Ray Spectroscopy

Wie bei der EDX wird auch bei der WDX eine Probe mit Röntgenlicht bestrahlt. Der Detektor wird dabei auf einem Winkelarm um die Probe bewegt, um die von der Probe emittierte Strahlung nachzuweisen.

 

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X

X-CTR - X-Ray Crystal Truncation Rod Scattering

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XAES - X-Ray Induced Auger Electron Spectroscopy

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XDS - X-Ray Diffuse Scattering

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XPEEM - X-Ray Photoelectron Emission Microscopy

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XPS - X-Ray Photoelectron Spectroscopy

Bei der XPS wird eine Probe mit Röntgenlicht bestrahlt, wobei Elektronen aus inneren Schalen herausgelöst werden Die kinetische Energie der Elektronen wird bestimmt, und so die für ein Material charakteristische Austrittsarbeit bestimmt (auch ESCA, UPS (UV-PS) ARPES).
XR - X-Ray Reflectivity

XRD - X-Ray Diffraction

Röntgenstrahlen haben Wellenlängen von der gleichen Größenordnung wie die Abstände von Atomen, Ionen oder Molekülen in einem Kristall. Für solche Strahlen wirkt ein kristallines Material deswegen wie ein optisches Gitter für Licht; auf einen Kristall einfallende Röntgenstrahlen werden von diesem unter ganz bestimmten Winkeln gebeugt. Die Beugungswinkel hängen von der Wellenlänge der Strahlung, der Zusammensetzung sowie der Orientierung des Kristalls ab. Da Röntgenstrahlen hauptsächlich mit den Elektronen des Kristalls wechselwirken, entsteht durch die Röntgenbeugung ein Bild der Elektronedichte im Kristall.

XRF - X-Ray Fluorescence Spectroscopy

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XRF - X-Ray Fluorescence Analysis

Bei der XRF wird eine Probe der Röntgenstrahlung ausgesetzt. Die Röntgenstrahlen regen Elektronen auf inneren Schalen der Probenatome so stark an, dass diese das Atom verlassen können. Elektronen von äußeren Schalen nehmen den Platz der emittierten Elektronen ein, und geben dabei Strahlung ab, bei der es sich ebenfalls um Röntgenstrahlung handelt. Menge und Energie der Strahlung wird gemessen.

XRM - X-Ray Microscopy

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