Das Projekt "Spektroskopische Messungen zur Reaktionskinetik von Si-, Ge-, und Ti-haltigen Stoffen hinter Stosswellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg, Fachbereich 7 Maschinenbau, Institut für Verbrennung und Gasdynamik durchgeführt. Die Kenntnis elementarer Reaktionsschritte und deren Reaktionskoeffizienten ermoeglicht es, komplexe Reaktionsablaeufe numerisch zu simulieren. Beispiele sind Verbrennungsvorgaenge und Schadstoffbildungen. Auch bei der Materialsynthese feinster keramischer Partikel aus Verbrennungsprozessen oder bei der Erzeugung sehr duenner harter Schichten ueber CVD-Prozesse sind reaktionskinetische Daten unerlaesslich. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, Reaktionskoeffizienten von elementaren chemischen Reaktionen Si-, Sn,- Ge- und Ti-haltiger Stoffe bei hohen Temperaturen zu bestimmen. Als Untersuchungsmethode wird die Kombination aus der Stosswellentechnik (einstellbare Reaktionsbedingungen) und der Laserphotolyse (nicht-thermische Erzeugung freier Radikale) genutzt. Mit der ARAS-Technik (Atom-Resonanz-Absorptions-Spektroskopie) und der RDLAS-Technik (Ring-Dye-Laser-Absorptions-Spektroskopie) koennen atomare und molekulare Spezies sensitiv und zeitaufgeloest in der Reaktionszone nachgewiesen werden. Es kommen Chlor- und Wasserstoffverbindungen der genannten Atome als gasfoermige Precursoren zum Einsatz, wobei Dissoziationsschritte und Reaktionsschritte in Richtung einer Oxid-, Karbid- oder Nitridbildung von Interesse sind. Diese Reaktionsschritte sind fuer das Verstaendnis der Bildung keramischer Materialien wichtig. Basierend auf einem Reaktionsmodell zum thermischen Zerfall von Silan und Disilan wurden Untersuchungen zum photolytischen Zerfall dieser Molekuele durchgefuehrt und in einem Reaktionsmodell beschrieben. Des weiteren konnte durch den Aufbau einer Chlor-Nachweistechnik ein einfaches kinetisches Modell zum thermischen Zerfall von SiCl4 bestimmt werden. Es wurden bimolekulare Reaktionsschritte der Precursoren SiCl4, SiH4 und TiCl4 mit atomaren Spezies wie z.B. Wasserstoff bei hohen Temperaturen bestimmt. Der photolytische Zerfall von SiCl4 wurde untersucht und das bestehende Reaktionsmodell bestaetigt und erweitert. In TiCl4/NH3/H2-Mischungen konnten durch RDLAS-Messungen die Entstehung von TiN-Molekuelen und durch Laserextinktionsmessungen die Entstehung von TiN-Partikeln nachgewiesen werden. In zukuenftigen Messungen soll der thermische und photolytische Zerfall weiterer chlorhaltiger Precursoren, wie z.B. SiHCl3 untersucht werden.