Neutronenrückstreuspektroskopie

Den Anschluss an schnellere dynamische Prozesse, die auf Strukturlängen (0.1-1nm) unterhalb derer des SANS Bereichs stattfinden, wird durch das Rückstreuspektrometer ermöglicht (SPHERES am FRMII und anteilig BASIS in Oak Ridge). Die Rückstreuspektroskopie beobachtet dynamische Prozesse im Zeitbereich zwischen einigen 10ps und ns. Allerdings anders als NSE in Form von Spektren der Energieverteilung der gestreuten Neutronen, die Auflösung ist typisch im Bereich von µeV (SPHERES: 0.7 µeV, BASIS: 4µeV). Meist wird hier die Dynamik der Selbstkorrelation von Protonen in der Probe gemessen, die in Form der „inkohärenten“ Streuung wesentlich zum detektierten Signal beiträgt.

Neben der Protonendiffusion (z.B in Protonenleitern oder Wasserstoffspeciher-materialien) gibt dieses Signal Auskunft über die Beweglichkeit der molekularen Gruppen, zu denen die Protonen gehören, also etwa auch der Segmentbeweglichkeit von Polymeren oder von Aminosäuren oder Wasser in Proteinen. Rückstreuung überbrückt die Lücke zwischen NSE und Flugzeitspektrometrie (TOF).