Open Access

Melanie Köhler

• Glass is a material of paramount importance. It is ubiquitous in everyday life and used in classical fields as packaging, household or architecture. In addition it can be applied in more recent fields like optical fibres in communication techniques, lenses in high-resolution microscopes or as bioactive implants in medicine. Despite its importance, the physics of glasses is only poorly understood and the transition from the liquid to the glassy state is still considered as one of the great unsolved problems in solid state physics. Dielectric spectroscopy is proven to be a very powerful tool for the investigation of the dynamic behaviour of glassy matter in a very broad frequency range. It reveals a whole zoo of dynamic processes: the structural alpha-relaxation, the excess wing and the slow beta-relaxation, the minimum regime and the boson peak. The present work provides information on all these processes in a series of different molecular glass-formers in the whole frequency rangeGlass is a material of paramount importance. It is ubiquitous in everyday life and used in classical fields as packaging, household or architecture. In addition it can be applied in more recent fields like optical fibres in communication techniques, lenses in high-resolution microscopes or as bioactive implants in medicine. Despite its importance, the physics of glasses is only poorly understood and the transition from the liquid to the glassy state is still considered as one of the great unsolved problems in solid state physics. Dielectric spectroscopy is proven to be a very powerful tool for the investigation of the dynamic behaviour of glassy matter in a very broad frequency range. It reveals a whole zoo of dynamic processes: the structural alpha-relaxation, the excess wing and the slow beta-relaxation, the minimum regime and the boson peak. The present work provides information on all these processes in a series of different molecular glass-formers in the whole frequency range accessible. For the first time systematic studies on the behaviour of the fast beta-process and the boson peak are performed. These allow for testing several phenomenological models and theories of the dynamics of supercooled liquids.…
• Glas ist ein Material von höchster Bedeutung. Sowohl im täglichen Leben als auch in anderen Bereichen, wie in der Verpackungsindustrie, im Haushalt oder in der Architektur ist es allgegenwärtig. Darüber hinaus wird es als optische Faser in der Nachrichtentechnik, als Linsen in hochauflösenden Mikroskopen oder etwa als Material für bioaktive Implantate eingesetzt. Trotz seiner Bedeutung ist die zugrundeliegende Physik der Gläser weitgehend unverstanden. Der Übergang von der Flüssigkeit zum Glas wird immer noch als eines der großen ungelösten Probleme in der Festkörperphysik betrachtet. Für die Untersuchung des dynamischen Verhaltens von glasbildenden Materialien hat sich die dielektrische Spektroskopie als eine leistungsstarke Messtechnik erwiesen, mit der ein sehr breiter Frequenzbereich zugänglich ist. Eine ganze Reihe an verschiedenen Prozessen kann mit ihr beobachtet werden: Die strukturelle alpha-Relaxation, der Excess Wing und die langsame beta-Relaxation sowie der schnelleGlas ist ein Material von höchster Bedeutung. Sowohl im täglichen Leben als auch in anderen Bereichen, wie in der Verpackungsindustrie, im Haushalt oder in der Architektur ist es allgegenwärtig. Darüber hinaus wird es als optische Faser in der Nachrichtentechnik, als Linsen in hochauflösenden Mikroskopen oder etwa als Material für bioaktive Implantate eingesetzt. Trotz seiner Bedeutung ist die zugrundeliegende Physik der Gläser weitgehend unverstanden. Der Übergang von der Flüssigkeit zum Glas wird immer noch als eines der großen ungelösten Probleme in der Festkörperphysik betrachtet. Für die Untersuchung des dynamischen Verhaltens von glasbildenden Materialien hat sich die dielektrische Spektroskopie als eine leistungsstarke Messtechnik erwiesen, mit der ein sehr breiter Frequenzbereich zugänglich ist. Eine ganze Reihe an verschiedenen Prozessen kann mit ihr beobachtet werden: Die strukturelle alpha-Relaxation, der Excess Wing und die langsame beta-Relaxation sowie der schnelle beta-Prozess und der Bosonpeak. Die hier vorliegende Arbeit befasst sich mit all diesen Prozessen in einer Serie von verschiedenen molekularen Glasbildnern. Dabei wird der gesamte zugängliche Frequenzbereich abgedeckt. Zum ersten Mal wurden systematische Studien über das Verhalten des schnellen beta-Prozesses und des Bosonpeaks durchgeführt. Diese ermöglichen es, diverse phänomenologische Modelle und Theorien bezüglich der Glasdynamik zu testen.…