Kristalline Materie

Die Kristallstruktur und die magnetische Ordnung von kristalliner Materie lassen sich mit Hilfe von Röntgen- und Neutronenbeugung erforschen, wobei sich beide Verfahren ergänzen. Dadurch erhält man genaue Angaben über den atomaren Aufbau der Kristalle. Aus dieser Kristallstruktur ergeben sich auch die Symmetrieeigenschaften und die Periodizität des Kristallgitters. Weiterhin erhält man Informationen über die chemischen Bindungen sowie die Nachbarschaftsumgebungen der Atome und Moleküle (Packungen und Koordinationen). Atome liegen nicht starr an bestimmten Positionen fest. Selbst im Diamant, dem härtesten kristallinen Festkörper, den wir kennen, schwingen die Atome. Diese Schwingungen nehmen mit steigender Temperatur zu. Baufehler in einem Kristall, etwa durch fehlende Atome (sogenannte Leerstellen), führen zu lokalen Verzerrungen der geordneten Kristallstruktur. Auch diese dynamischen und statischen Auslenkungen der Atomverteilung werden in der Strukturanalyse erfaßt. Bei magnetischen Systemen kann die räumliche Anordnung der lokalen magnetischen Momente mit ihrer Ausrichtung im Kristallgitter untersucht werden. Daraus lassen sich Aussagen über magnetische Wechselwirkungen und magnetische Ordnungszustände, sogenannten Magnetstrukturen, gewinnen.