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Generierung von Ladungsträgern

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Experimentelle Einführung in die Elektrochemie

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Zusammenfassung

Selbstredend können Atome und ihre Bausteine mit den Methoden der Chemie nicht erschaffen werden. Unter der Generierung von Ladungsträgern wird stattdessen die Freisetzung von Ladungsträgern aus oder in Materie verstanden. Dies kann experimentell beobachtet werden. Hierzu zählt die Freisetzung von Elektronen durch den photoelektrischen Effekt, der als Beispiel der Photo-Ionisation steht. In einem weiteren Experiment wird gezeigt, dass die elektrische Leitfähigkeit in Halbleitern auf die thermische Dissoziation von Bindungen im Halbleiterkristall zurückzuführen ist. Ausgehend von einem Arrheniusansatz wird eine Vorhersage für die Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit hergeleitet und experimentell bestätigt. Als weitere Beispiele zur Freisetzung von Ladungen wird die Stoßionisation im elektrischen Lichtbogen oder die Chemiionisation in einer Wasserstoffflamme vorgestellt. Die Bildung von Stickoxiden im heißen Plasma stellt die Grundlage dar für das Eyde-Birkeland-Verfahren zur Herstellung von Stickstoffoxiden aus Luft. Die Chemi-Ionisation im Flammionisationsdetektor eines Gaschromatographen wird ebenfalls als Beispiel mit konkretem Anwendungsbezug vorgestellt. Die Beschreibung der genannten Reaktionen zeigt die Nähe der Wissenschaftsgebiete Chemie und Physik.

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Notes

  1. 1.

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    Anm.: Die Konstanten wurden unter Berücksichtigung aktueller Stoffdaten neu berechnet.

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    Kristian Birkeland, norwegischer Physiker, 1867–1917.

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  1. Fachbereich Umweltingenieurwesen, Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe, Lemgo, Deutschland

    Joachim Dohmann

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  1. Joachim Dohmann
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Dohmann, J. (2020). Generierung von Ladungsträgern. In: Experimentelle Einführung in die Elektrochemie. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-59763-7_4

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