Arbeitsgruppe Prof. Dr. Paul Heitjans

Niedersachsenprofessur

MOBILITÄT VON IONEN IN FESTKÖRPERN

Die Arbeitsgruppe Heitjans widmete sich im Rahmen einer Niedersachsenprofessur, die dem Inhaber nach seiner Pensionierung als Professor für Physikalische Chemie verliehen wurde, den Themen Mobilität, Diffusion, Mikrodynamik und Transport von Ionen in Festkörpern.

FORSCHUNGSPROFIL

  

Die Forschungsthemen orientieren sich zunächst an den Leitmotiven der DFG-Forschergruppe FOR 1277 "Mobilität von Lithiumionen in Festkörpern (molife)", die vom Arbeitskreis initiiert wurde. Hier bearbeitete Fragen der Grundlagenforschung, wie der Einfluss struktureller Unordnung und Niederdimensionalität auf die Diffusivität und Ionenleitfähigkeit oder die Ursachen für extrem schnellen bzw. langsamen Transport von Ionen in verschiedenen Festkörpern (kristallin, nanokristallin, glasig, nanoglasig), stellen auch langfristig ein höchst attraktives Gebiet der grundlagenorientierten Festkörperforschung, speziell der Festkörperelektrochemie, dar.

Neben Lithium- werden verstärkt z.B. auch Natrium-Kationen oder Fluorid-Anionen hinsichtlich ihrer Dynamik und lokalen Umgebung mit der Festkörper-NMR untersucht.

Die Leitfähigkeits-/Impedanzspektroskopie ergänzt mit ihrem Zeitfenster für dynamische Prozesse das der verschiedenen NMR-Verfahren.

Ein weiteres Forschungsthema ist die Mechanochemie, die sich mit der Aktivierung und Synthese von i. Allg. nanokristallinen Materialien unter Einwirkung mechanischer Energie beschäftigt.

Dies schließt die Beschäftigung mit nichtmetallischen Nanogläsern ein.

 

  • Short CV
    Seit 2016Niedersachsenprofessor
    Seit 2010Initiator u. Sprecher DFG-FOR 1277 molife
    2010Professeur Invité, Université Aix-Marseille (F)
    2009 - 2015Sprecher des Leibniz-Forschungszentrums ZFM, Leibniz Universität Hannover
    2007Gastprofessor, Universität Kassel
    2006Gastprofessor, University of Newcastle (AU)
    1998 - 2009Gründer u. Sprecher "Zentrum für Festkörperchemie und Neue Materialien (ZFM), Universität Hannover
    1995 - 1996Sprecher DFG-SFB 173
    Seit 1987Professor für Physikalische Chemie, Universität Hannover
    1985 - 1987Gastwissenschaftler am FZ Jülich
    1983Dr. rer. nat. habil. und Priv.-Doz. im FB Physik der Universität Marburg
    1975 - 1980Gast am Institut Laue-Langevin, Grenoble (F) 
    (abg. von Universität Heidelberg bzw. Marburg)
    1975Dr. rer. nat., Universität Heidelberg
    1971Dipl.-Phys., Universität Heidelberg

      

  • Research Topics

    Phenomena and Properties

    • dynamical and kinetic processes in solids
    • diffusion and transport phenomena on atomic scale
    • local atomic and electronic structure in solids, local disorder effects
    • interfaces in solids
    • defect properties
    • dimensionality of ionic motion (hexagonal vs cubic LixTiS2: 2D vs 3D)
    • mechanochemical phenomena
    • heterogeneous catalysis
    • mixed alkali effect in glasses

    Materials

    • nanocrystalline materials, ceramics, composite materials (CaF2, Li2O:X2O3 (X = Al, B), etc.)
    • glassy and crystalline ionic conductors (LiNbO3, lithium alumosilicates, etc.)
    • intercalation compounds, layered structures (Li3N, hexagonal and cubic LixTiS2, LiC6, etc.)
    • intermetallic compounds (LiAl, etc.)
    • monoconducting polymer electrolytes
    • photocatalysts (TiO2)

    Methods

    • nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy:
      • spin-lattice relaxation in laboratory and rotating reference frames
      • lineshape analysis
      • static and pulsed field gradient spectroscopy (SFG/PFG)
      • spin-alignment echo (SAE) NMR for the detection of ultra-slow Li motions
    • β-radiation detected NMR (β-NMR) after neutron capture
    • AC impedance spectroscopy in the low-frequency and radiofrequency regime
    • quasi-elastic neutron scattering (QENS)

    Sample Characterization

    • X-ray diffraction (XRD)
    • scanning electron microscopy (SEM)
    • transmission electron microscopy (TEM)
    • differential thermoanalyis (DTA)
    • infrared spectroscopy (IR)
    • surface area analysis by nitrogen adsorption
  • Cooperations
    • Institut für Theoretische Physik, Universität Gießen  
    • Institut für Festkörperforschung, Forschungszentrum Jülich  
    • Berlin Neutron Scattering Center, Hahn-Meitner-Institut Berlin  
    • Institut für Mineralogie, Universität Hannover  
    • Institut für Technische Chemie, Universität Hannover
      Arbeitskreis Prof. Dr. D. Hesse
    • Institut für Energietechnik, Technische Universität Berlin  
    • Deutsches Institut für Kautschuktechnologie e. V., Hannover  
    • Institut für Physikalische Chemie, Universität Münster  
    • Materials Group, Dept. Physics, University of Wales, Aberystwyth, UK
      Dr. R. Winter. Prof. Dr. N. Greaves
    • Institut für Anorganische Chemie, Universität Kiel
      Arbeitskreis Prof. Dr. W. Bensch
    • Institut für Anorganische Chemie, Universität Hannover
      Arbeitskreis Prof. Dr. M. Binnewies
    • Institut für Theoretische Chemie, Universität Bonn
      Arbeitskreis PD Dr. T. Bredow
    • Institut für Physikalische Chemie, Universität Braunschweig
      Arbeitskreis Prof. Dr. K. D. Becker
    • SERC Daresbury Laboratories, UK,
      Dr. A. Dent
    • Institut für Physikalische Chemie, RWTH Aachen
      Prof. Dr. M. Martin, Dr. R. De Souza
    • Lehrstuhl Technische Chemie, Ruhr-Universität Bochum
      Prof. Dr. W. Grünert

ARBEITSGRUPPENLEITUNG

Prof. Dr. rer. nat. Paul Heitjans
Professorinnen/Professoren
Adresse
Callinstraße 3a
30167 Hannover
Gebäude
Raum
207
Adresse
Callinstraße 3a
30167 Hannover
Gebäude
Raum
207

DOKTORANDINNEN UND DOKTORANDEN

Jessica Heine, Dipl.-Chem.heine@pci.uni-hannover.de
Katharina Koch, M. Sc.boesebeck@pci.uni-hannover.de
Simon Felix Calles, M. Sc.calles@pci.uni-hannover.de  
Vanessa Werth, M. Ed.vanessa.werth@pci.uni-hannover.de


HIWIS

Daniel Elgert, B. Sc.elgert@pci.uni-hannover.de
Victoria Nebieridze, B. Sc.victoria.nebieridze@pci.uni-hannover.de  
Kornelius Rautmann, B. Sc.   rautmann@pci.uni-hannover.de     
Arend Staschel, B. Sc.