Dr. Sarah Zimmermann und Prof. Dr. Andreas Meyer
Am 10. Juli 2018 wurde Frau Dipl.-Phys. Sarah Zimmermann an der Ruhr-Universität Bochum zur Doktorin der Naturwissenschaften promoviert.
In ihrer Arbeit beschäftigte sich Frau Zimmermann unter Anleitung von Prof. Dr. Andreas Meyer mit der „Untersuchung der Zusammenhänge von Selbstdiffusion und Viskosität in flüssigen metallischen Schmelzen“.
Durch die Kombination der Methode des schwingenden Tropfens mit elektrostatischer Levitation sowie weiterhin der Schwingtiegelmethode konnte die Viskosität der Legierungen Ni66,7B33,3 und Ge66,7Ni33,3 experimentell über einen großen Temperaturbereich bestimmt werden. Weiterhin wurden die Ni-Selbstdiffusionskoeffizienten mittels quasielastischer Neutronenstreuung gemessen.
Durch die hohe Genauigkeit der so erzielten Daten ließ sich ein Zusammenhang zwischen der Viskosität und der Selbstdiffusion in Abhängigkeit der Packungsdichte der Legierung überprüfen.
Für Ge66,7Ni33,3, welches eine niedrige Packungsdichte besitzt, lässt sich der temperaturabhängige Zusammenhang zwischen Selbstdiffusion und Viskosität mithilfe der empirischen Stokes-Einstein Gleichung, welche die beiden Größen Selbstdiffusion und Viskosität verknüpft, beschreiben. Für die dichte atomare Flüssigkeit Ni66,7B33,3 hingegen konnte gezeigt werden, dass das Produkt aus Viskosität und Selbstdiffusion konstant ist und sich die Stokes-Einstein Gleichung somit nicht anwenden lässt. Eine Erklärung dafür liefert die in dichtgepackten Schmelzen stattfindende kollektive Bewegung mehrerer durch die Flüssigkeit diffundierender, atomarer Teilchen.