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The current global interest in energy storage has triggered the development of new composite materials and, consequently, new methodologies for manufacturing and testing these products. In the energy storage research field their mechanical behavior is less investigated, despite of their high both fundamental and technological relevance. To assess the interplay between charge and mass transport, this thesis focusses on a large variety of electrolytes using shear rheology and dielectric spectroscopy as examination methods. Tailoring the mechanical behavior of these materials, this work investigates the impact of their local and macroscopic viscoelasticity on their conductivity, with the ultimate goal of finding new recipes for improving the latter. Our investigations from a series of mixtures with an ionic liquid and a dipolar one shows an unusual shifting in the coupling between the mechanical and conductvity processes. A survey of ionogels demonstrate that the interaction of charge carriers with their gel-like matrix can affect conductivity even in the presence of a strong dynamical disparity between its macroscopic mechanical and electrical parameters. Finally, comparing ionic and proton conductors, it is shown that this decoupling significantly enhances the conductivity in acid hydrates. Our results and their analysis show that enhancing the degree of decoupling between the mechanical and electrical degrees of freedom, combined with a reduction of charge correlations in highly concentrated electrolytes are essential for the development of the next generation of energy storage materials., Das derzeitige weltweite Interesse an der Energiespeicherung hat zur Entwicklung neuer Verbundwerkstoffe und folglich zu neuen Methoden für die Herstellung und Prüfung dieser Produkte geführt. In der Energiespeicherforschung wird das mechanische Verhalten jedoch weniger untersucht, obwohl es sowohl von grundlegender als auch technologischer Bedeutung ist. Um das Zusammenspiel von Ladungs- und Massentransport zu bewerten, konzentriert sich diese Arbeit auf eine Vielzahl von Elektrolyten, wobei Scherrheologie und dielektrische Spektroskopie als Untersuchungsmethoden eingesetzt werden. Indem wir das mechanische Verhalten dieser Materialien anpassen, untersuchen wir den Einfluss ihrer lokalen und makroskopischen Viskoelastizität auf ihre Leitfähigkeit, mit dem Ziel, neue Ansätze zur Verbesserung der Leitfähigkeit zu finden. Unsere Untersuchungen an einer Reihe von Mischungen mit einer ionischen und einer dipolaren Flüssigkeit zeigen eine ungewöhnliche Verschiebung in der Kopplung zwischen mechanischem und Leitfähigkeits-Prozess. Eine Untersuchung von Ionengelen zeigt, dass die Wechselwirkung von Ladungsträgern mit ihrer gelartigen Matrix die Leitfähigkeit auch dann beeinflussen kann, wenn eine starke dynamische Diskrepanz zwischen den makroskopischen mechanischen und elektrischen Parametern besteht. Schließlich wird durch den Vergleich von Ionen- und Protonenleitern gezeigt, dass diese Entkopplung die Leitfähigkeit in Säurehydraten signifikant erhöht. Unsere Ergebnisse und deren Analysen zeigen, dass die Verbesserung des Entkopplungsgrades zwischen den mechanischen und elektrischen Freiheitsgraden in Verbindung mit einer Reduzierung der Ladungskorrelationen in hochkonzentrierten Elektrolyten für die Entwicklung der nächsten Generation von Energiespeichermaterialien von essentieller Bedeutung ist.

Kernmagnetische 7Li-, 23Na-, und 17O-Resonanz-Untersuchungen zu atomaren Austauschprozessen in Festkörpern Atome Bewegungsprozesse in Festkörpern sind von großer Bedeutung in der Phasenumwandlungskinetik, bei der Dotierung mit Fremdatomen oder der Ionendiffusion. Ein umfassendes Verständnis der mikroskopischen Transportmechanismen in kristallinen und amorphen Materialien ist daher sowohl aus grundlagenwissenschaftlicher Sicht als auch für die Entwicklung zukünftiger Ionenleiter-Technologien von besonderem Interesse. Zu diesem Zweck befasst sich diese Arbeit mit der Weiterentwicklung von Methoden der Kernspinresonanzspektroskopie, um atomare Austauschprozesse auf den Zeitskalen ultralangsamer bis in den Bereich schneller Dynamik zu detektieren und zu charakterisieren. Der thematische Schwerpunkt liegt auf der Spektroskopie von Quadrupolkernen mit Kernspin I > 1, welche konventionell entweder nicht-selektiv (z.B. 7Li) oder ausschließlich selektiv (z.B. 23Na und 17O) angeregt werden können. Für I = 3/2 wird die Erzeugung von stimulierten Echos sowohl für Zwei- als auch für Vier-Zeiten-Korrelationen und von Spin-Echos bei nicht-selektiver Anregung mittels Dichtematrix-Rechnungen hergeleitet. Darauf aufbauend können weitere Methoden, wie die statische zweidimensionale Austauschspektroskopie, welche Zugang zur Geometrie der Dynamik bieten, erstmals für 7Li angewendet werden. Die experimentelle Umsetzbarkeit der erarbeiteten Methoden wird an pulverförmigen Proben des schnellen Ionenleiters Lithiumindiumphosphat und an ein- und polykristallinem Lithiumtriborat demonstriert. Die für das Isotop 7Li verhältnismäßig starken und daher nicht vernachlässigbaren magnetisch dipolaren Wechselwirkungen werden im Rahmen einer Lokalfeldnäherung untersucht. Aus der Ionendynamik resultierende dipolare Fluktuationen werden durch ein einfaches Schalenmodell in einem random-walk Ansatz simuliert und zeigen, wie sich Einteilchen- und Vielteilchen-Korrelationsfunktionen näherungsweise trennen lassen. Die simulativen Ergebnisse werden mit experimentellen Daten an Lithiumborophosphat-Glas überprüft. 23Na-NMR wurde angewendet, um den Misch-Matrix-Effekt, welcher eine nicht-lineare Erhöhung (positiv) oder Verminderung (negativ) der ionischen Leitfähigkeit unter Variation der Glasmatrix-Zusammensetzung beschreibt, zu untersuchen. Spin-Gitter-Relaxationszeit-Messungen und Linienformanalysen an den Proben zweier Serien von Natriumborophosphat- und Natriumborosilikat-Gläsern belegen einen positiven bzw. negativen Misch-Matrix-Effekt sowie breite Verteilungen von Aktivierungsenergien. Als Modellsystem für die 17O-NMR wurde die zweizählige Reorientierungsdynamik von Dimethylsulfon mittels stimulierter Echo-Spektroskopie und zweidimensionalen Austauschspektren erstmalig mit dieser neuen NMR-Spektroskopie-Methode beobachtet. Der Vergleich mit Simulationen zeigt eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Ergebnissen.

Stefan Breuer Zsfassungen in dt. und engl. Sprache Graz, Univ., Dipl.-Arb., 2014

Functional and mechanical properties are the main focus of Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-x mixed ionic electronic conductors as oxygen membrane. The properties are not only affected by the atomic structure they also depend on the microstructure of the used ceramic component. In this context sintering defines the microstructure of the ceramic probe mainly. Therefore, Aim of this work was to characterize the influence of sintering parameters onto microstructure formation and to analyze its implication on oxygen flux and bending strength. Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-x starts sintering at low temperature of ~800°C because of its high ionic character. Moreover, the ionic character leads to a high mobility of grain boundary resulting in a production of intra crystalline porosity during sintering and grain growth. Under variation of heating rate and sintering temperature the optimized microstructure in case of lowest porosity and grain size was established. Reduction of heating rate in the intermediate state of solid state sintering on 950°C led to an abort mobility of grain boundary associated with a porosity < 1%. Sintering at 950°C also inhibited grain growth. Lowest median grain size was located at 12 µm.The dependency of the bending strength and oxygen flux was analyzed using samples prepared with different porosities (~3% to ~10%) and grain sizes (~10 µm to ~78 µm) under conditions extracted in the first experiments. Oxygen permeation flux and bending strength showed no significant dependency on grain size and porosity. Oxygen flux was unaffected by grain size. With decreasing porosity the oxygen flux increased while no essential increase in bending strength was achieved by reducing porosity and grain size in the given range. Fracture toughness in addiction to grain size should be an superposing effect.

Werkstoffe auf Basis von ß-Eukryptit LiAlSiO4 sind aufgrund ihrer speziellen physikalischen Eigenschaften von großer technischer Bedeutung. Der ß-Eukryptit besitzt einen negativen thermischen Ausdehnungskoeffizient, hohe chemische und thermische Stabilität und gute Lithiumionenleitfähigkeit. Dies macht den Einsatz des ß-Eukryptits als Feststoffelektrolyt in Hochtemperaturbatterien möglich. Im Rahmen dieser Arbeit wurde feinkristalline ß-Eukryptit-Keramik mittels Optimierung der bereits in der Literatur beschriebenen nasschemischen Wege zur ß-LiAlSiO4-Darstellung und Anwendung neuer Synthesevarianten hergestellt. Der Gegenstand dieser Arbeit war die Untersuchung des Einflusses spezifischer Syntheseparameter auf anwendungsorientierte Produktcharakteristika, deren gezielte Optimierung dazu dienen sollte die elektrischen Eigenschaften von keramischem ß-LiAlSiO4 zu verbessern. Zu den untersuchten Charakteristika gehören die Phasenreinheit, die Realbau- und Mikro/Strukturparameter (u. a. Gitterverzerrung, Kristallit- und Partikelgröße, Ordnungsgrad der Struktur des ß-Eukryptits), die für eine Hochleistungskeramik mit Ionenleitfähigkeit wichtig sind. Die Messmethoden umfassen thermische Analyse, Röntgen- und Neutronenbeugung, Rasterelektronenmikroskopie und Pyknometrie. Zur quantitativen Elementanalyse wurden atomemissions- und absorptionsspektroskopische Methoden verwendet. Anhand der Impedanzspektroskopie wurden Untersuchungen der ionischen Leitfähigkeit durchgeführt. Die Ergebnisse der Probencharakterisierung zeigten, dass sich unter der Variierung der Syntheseparameter und/oder -bedingungen (vor allem eingesetzte Edukte und Art der thermischen Behandlung) ein spezifisches Muster der Nebenphasen, gefördertes Kristallitwachstum und daher unterschiedliche Charakteristika der Endprodukte ergeben. Anhand der rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen wurde festgestellt, dass die angewendeten Herstellungsvarianten eine erhebliche Auswirkung auf Gestalt und Teilchengröße des Xerogels haben. Die nach der Alkoholat-Sol-Gel-Synthese erhaltenen ß-LiAlSiO4-Keramikprodukte zeigen eine bessere Lithiumionenleitfähigkeit. Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Versuche zur Dotierung mit den Übergangsmetallen M = Cr, Mn und Fe (Li1-xAl1-x-yMySi1+xO4) ergaben, dass die Substitution von Al gegen M in einem geringeren Maße und lediglich unter einer intensiven Temperaturbehandlung stattfindet. In den Fe-dotierten Präparaten wurde keine dotierungsbedingte Veränderung der Li+-Leitfähigkeit festgestellt. Materials based on ß-eucryptite, LiAlSiO4 are of great technical importance due to their particular physical properties. ß-eucryptite owns a negative thermal expansion coefficient, high chemical and thermal stability and good lithium-ion conductivity. These properties allow the use of ß-eucryptite as a solid electrolyte in high-temperature batteries. In the course of this work fine-crystalline ß-eucryptite ceramic was produced by optimising the wet-chemical methods for the synthesis of ß-LiAlSiO4 which have already been described in relevant literature, and the application of new methods of synthesis. The object of this work was to study the influence of specific synthesis parameters on application-orientated material characteristics, with a view to their optimisation in order to improve the electrical properties of ceramic ß-LiAlSiO4. The properties studied included phase purity, the microstructure and structure parameters (inter alia strain, crystallite and particle size, degree of the ordering of the ß-eucryptite structure), which are relevant for a high-performance ceramic featuring ionic conductivity. The measuring methods applied include thermal analysis, X-ray and neutron diffraction, scanning electron microscopy and density measurement. For the quantitative element analysis atomic emission and absorption spectroscopic methods were used. Ionic conductivity was determined by impedance spectroscopy. Sample characterisation showed that changes in synthesis parameters and/or conditions (especially precursors and type of thermal treatment) result in a specific pattern of secondary phases, of crystallite growth and consequently in different characteristics of the final products. The scanning electron microscope study proved that the variations of the methods have a considerable effect on the microstructure of the xerogel and the size of its particles. The ß-LiAlSiO4 ceramic products obtained by the alkoxide sol-gel synthesis resulted in better lithium ion conductivity. Doping with transition metals M = Cr, Mn and Fe (Li1-xAl1-x-yMySi1+xO4) showed that substitution of Al by M takes place only in a low proportion and only under a strong temperature treatment. No alteration of the Li+ conductivity in the Fe-doped samples was observed.

In der vorliegenden Arbeit werden neuartige Silber(I)-halogenid-Thiometallat-Adduktverbindungen der Zusammensetzung (AgI)2Ag3MS3 (M = As, Sb) bzw. (AgBr)1,25(Ag2S)0,25 Ag3AsS3, sowie eine Reihe von quaternären Kupfer-Argyroditen der Zusammensetzung Cu8-xMQ6-xX und Cu7-xM'Q6-xX (M = Si, Ge; M' = P, As; Q = S, Se; X = Cl, Br, I; 0 < x < 1) vorgestellt. Die Arbeiten an den Silber(I)-halogenid-Thiometallaten konzentrieren sich auf die Aufklärung der Kristallstrukturen, den Nachweis des Adduktcharakters und die elektrischen Eigenschaften, insbesondere die Silber-Ionenleitung. Um eine exakte Beschreibung der Silberverteilung zu gewährleisten, wird die Auslenkung des Silbers mittels Tensoren höherer Ordnung (sog. nichtharmonische Verfeinerung) beschrieben. Auf Basis der Erkenntnisse aus Strukturuntersuchungen der Silber(I)-halogenid-Thiometallate im Temperaturbereich von 173 – 573 K und der Analyse der Leitfähigkeitsunterschiede (aus Impedanzmessungen) werden strukturelle Aspekte wie Bindungsstärken der mobilen Ionen zum Chalkogengerüst, Abstände von unterbesetzten Gitterpositionen und die Art und Zusammensetzung der bei den einzelnen Diffusionsschritten involvierten Anionenteilstruktur als leitfähigkeitsbestimmende Faktoren herausgearbeitet. Die Silber(I)-halogenid- Thiometallate stellen ausnahmslos gemischte Leiter dar, wobei die ionische Leitfähigkeit gegenüber der elektrischen Leitfähigkeit dominiert. Der Transport von Silber erfolgt bevorzugt zweidimensional, parallel ausgezeichneter Strukturbausteine. Raman- und IR-spektroskopische Untersuchungen belegen den Adduktcharakter der Silber(I)-halogenid-Thiometallate. Die Spektren werden durch die Banden der C3v- bzw. Cs-symmetrischen Thiometallat-Gruppen dominiert. Im Mittelpunkt des zweiten Teils der Arbeit, den Untersuchungen an Kupfer-Argyroditen, steht die Strukturaufklärung und Phasenanalyse bisher nur unzureichend charakterisierter Verbindungen. Die Argyrodite zeichnen sich durch ein starres Anionenteilgitter aus, das sich durch flächenverknüpfte, zentrierte Friauf-Polyeder beschreiben lässt. Anhand eines anschaulichen Modells wird die komplexe Kationenteilstruktur abgeleitet. Neben nichtmobilen Kationen der 14. und 15. Gruppe des Periodensystems, bestimmen die mobilen Kupfer-Ionen im wesentlichen die Kationenteilstruktur. Auf Basis der Kupfer-Ionenverteilung der im gleichen Raumgruppentyp kristallisierenden Verbindungen wird eine Einteilung in vier verschiedene Typen diskutiert. Aus jpdf-Analysen werden mögliche Diffusionswege von Kupfer in den Argyroditen aufgezeigt und anhand effektiver Einteilchenpotentiale entlang dieser Diffusionswege die Diffusionsbarrieren bei Raumtemperatur bestimmt. Teilweise sehr niedrige Barrieren (< 0,1 eV) deuten auf hohe Ionen-Mobilität bei den untersuchten Argyroditen hin. Thermoanalytische- und NMR-spektroskopische Untersuchungen bestätigen das Auftreten von Phasenumwandlungen in den untersuchten Systemen. This thesis will give an overview over new adduct compounds of silver(I) halide thiometalates ((AgI)2Ag3MS3, M = As, Sb and (AgBr)1.25(Ag2S)0.25Ag3SbS3) as well as quaternary copper argyrodites (Cu8-xMQ6-xX and Cu7-xM’Q6-xX; M = As, Sb; M’ = Si, Ge; Q = S, Se; X = Cl, Br ,I; 0 < x < 1) The work on the silver(I) halide thiometalates is focused on the determination of the crystal structures, the prove of the adduct character and the electrical properties, particularly the ionic conductivity. Based on the results of single crystal structure determinations within the temperature range of 173 K – 573 K and a detailed analysis of the conductivities (impedance measurements) structural aspects, e. g. binding forces of the mobile ions to the anionic framework, distances between atomic positions (not fully occupied) and type and composition of the anionic framework with respect to the conductivity are discussed. Silver(I) halide thiometalates are without exception mixed electric conductors. The ionic part of conductivity is dominating the electronic part. A preferred two dimensional transport of silver ions parallel to outstanding structure units could be observed. Raman and infrared spectroscopic examinations are proving the adduct character of the silver(I) halide thiometalates. Spectra are dominated by streching modes of thiometalate units. The second part of the thesis, dealing with examinations on quaternary copper argyrodites, is focused on the structure determination and phase analysis of insufficiently characterised compounds. The argyrodites are characterised by a rigid anionic framework which can be easily described by plane shared, centred Friauf polyhedra. An expressive model to describe the complex cationic part of the crystal structures will be discussed. jpdf (joint probability density function) analysis leads to the conduction paths of copper. Effective one particle potentials are derived from the jpdf along the conduction paths. With respect to the low activation energies (< 0.1 eV) a high ion mobility can be expected. Thermoanalytic- and NMR-spectroscopic measurements are proving the occurrence of phase transitions in the examined systems.

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Der Artikel gibt einen kurzen Überblick über das Feld der Funktionskeramik und Entwicklungstrends auf diesem Gebiet. Angesprochen werden sowohl Funktionsgruppen dieser Werkstoffklasse als auch wichtige Anwendungen.

Im Rahmen der Dissertation wurden Molekulardynamiksimulationen ionenleitender Glaeser der Zusammensetzung x Li2O (1-x) SiO2 (x=0,5; 0,1) bei verschiedenen Temperaturen zwischen 640 K und 1240 K durchgefuehrt. Mittels geeigneter Zweizeitenkorrelationsfunktionen wurde die komplexe Ionendynamik charakterisiert. Eine wichtige Rolle kommt hierbei der Funktion w(t) = (d/dt) zu, die ueber die Theorie der linearen Antwort mit der frequenzabhaengigen Leitfaehigkeit sigma(nue) verbunden ist. Die Hin- und Rueckdynamik sowie dynamische Heterogenitaeten der Lithiumionen wurden mithilfe geeigneter Dreizeitenkorrelationsfunktionen untersucht. Die Arbeit beinhaltet zudem ein detailliertes Studium der Zusammenhaenge zwischen Netzwerk- und Lithiumdynamik. Beispielhaft hierfuer wird der "Schiebetuer"-Mechanismus vorgestellt. Schliesslich wurde die Ionendynamik unter dem Einfluss starker elektrischer Felder studiert.

In der vorliegenden Arbeit wird die Grenzflächenkinetik an der Phasengrenze Sauerstoffionenleiter / Niedertemperatur-Sauerstoffplasma untersucht. Für die Durchführung der Experimente wurde eine Radiofrequenz-Plasmaapparatur konstruiert. Die Radiofrequenzleistung (13,56 MHz) von maximal 300 W wird induktiv an den Reaktor angekoppelt. Plasmen können bei Drücken von 10 Pa bis 800 Pa erzeugt werden. Die Charakterisierung der Entladung erfolgt durch Doppelsondenmessungen und optische Emissionsspektroskopie. Zur Untersuchung der Grenzflächenkinetik im Plasma werden drei unterschiedliche kinetische Experimente durchgeführt: 18O /16O-Isotopenaustauschexperimente an mit Yttrium stabilisierten Zirconiumdioxid-Einkristallen (YSZ, (100)-orientiert, 9,5 mol-%), impedanzspektroskopische Messungen an der elektrochemischen Zelle Pt/YSZ/Pt und Leitfähigkeitsrelaxationsmessungen an akzeptordotierten (Fe, Sc) Strontiumtitanat-Einkristallen (100). Für den Isotopenaustausch im Sauerstoffplasma an YSZ wird eine um bis zu einen Faktor 100 erhöhte Ratenkonstante ermittelt. Aus den impedanzspektroskopischen Messungen an der Zelle Pt/YSZ/Pt im Plasma ergibt sich eine Verringerung des Elektrodenwiderstands, die unter Berücksichtigung des experimentellen Fehlers auf die Temperaturerhöhung durch das Plasma zurückgeführt werden kann. Die aus den Leitfähigkeitsrelaxationsexperimenten an Sc-dotiertem SrTiO3 im Plasma erhaltenen Ratenkonstanten für den Sauerstoffein- sowie den -ausbau sind kleiner als an der Phasengrenze mit molekularem Sauerstoff. Beim Fe-dotierten SrTiO3 sind hingegen beide Ratenkonstanten erhöht. The kinetics at the interface oxygen ion conductor / low temperature oxygen plasma is being investigated. For the experiments a radio frequency plasma reactor has been constructed. The radio frequency (13,56 MHz) with a maximum power of 300 W is coupled in inductively. The working pressure equals 10 Pa to 800 Pa. Double probe measurements and optical emission spectroscopy have been utilized for the characterization of the plasmas. For the investigation of the kinetics at the interface to the plasma three types of experiments are performed: 18O/16O-isotopic exchange experiments on yttria stabilized zirconia (YSZ, 9.5 mol-%, (100)-orientation), impedance spectroscopy on the cell Pt/YSZ/Pt and conductivity relaxation experiments with single crystalline acceptor doped (Fe, Sc) strontium titanate (100). The rate constant for the isotopic exchange within a plasma is up to 100 times higher than using molecular oxygen. The impedance measurements show a smaller electrode resistance within the plasma. This behaviour is attributed to the higher temperature within the plasma. The rate constants for the oxygen in- and excorporation into Sc-doped SrTiO3 are lower using oxygen plasma. Fe-doped SrTiO3 shows the contrary behaviour.

In der vorliegenden Arbeit wird die Grenzflächenkinetik an derPhasengrenze Sauerstoffionenleiter /Niedertemperatur-Sauerstoffplasma untersucht. Für dieDurchführung der Experimente wurde eineRadiofrequenz-Plasmaapparatur konstruiert. DieRadiofrequenzleistung (13,56 MHz) von maximal 300 W wirdinduktiv an den Reaktor angekoppelt. Plasmen können bei Drückenvon 10 Pa bis 800 Pa erzeugt werden. Die Charakterisierung derEntladung erfolgt durch Doppelsondenmessungen und optischeEmissionsspektroskopie. Zur Untersuchung der Grenzflächenkinetik im Plasma werden dreiunterschiedliche kinetische Experimente durchgeführt:< sup> 18< /sup> O /< sup> 16< /sup> O-Isotopenaustauschexperimentean mit Yttrium stabilisierten Zirconiumdioxid-Einkristallen (YSZ,(100)-orientiert, 9,5 mol-%), impedanzspektroskopische Messungenan der elektrochemischen Zelle Pt/YSZ/Pt undLeitfähigkeitsrelaxationsmessungen an akzeptordotierten (Fe, Sc)Strontiumtitanat-Einkristallen (100). Für denIsotopenaustausch im Sauerstoffplasma an YSZ wird eine um bis zueinen Faktor 100 erhöhte Ratenkonstante ermittelt. Aus denimpedanzspektroskopischen Messungen an der Zelle Pt/YSZ/Pt imPlasma ergibt sich eine Verringerung des Elektrodenwiderstands,die unter Berücksichtigung des experimentellen Fehlers auf dieTemperaturerhöhung durch das Plasma zurückgeführt werden kann. Dieaus den Leitfähigkeitsrelaxationsexperimenten an Sc-dotiertemSrTiO< sub> 3< /sub> im Plasma erhaltenen Ratenkonstanten für denSauerstoffein- sowie den -ausbau sind kleiner als an derPhasengrenze mit molekularem Sauerstoff. Beim Fe-dotiertenSrTiO< sub> 3< /sub> sind hingegen beide Ratenkonstanten erhöht., The kinetics at the interface oxygen ion conductor / lowtemperature oxygen plasma is being investigated. For theexperiments a radio frequency plasma reactor has been constructed.The radio frequency (13,56 MHz) with a maximum power of 300 W iscoupled in inductively. The working pressure equals 10 Pa to800 Pa. Double probe measurements and optical emissionspectroscopy have been utilized for the characterization of theplasmas. For the investigation of the kinetics at the interface to theplasma three types of experiments are performed:< sup> 18< /sup> O/< sup> 16< /sup> O-isotopic exchange experiments onyttria stabilized zirconia (YSZ, 9.5 mol-%, (100)-orientation),impedance spectroscopy on the cell Pt/YSZ/Pt and conductivityrelaxation experiments with single crystalline acceptor doped (Fe,Sc) strontium titanate (100). The rate constant for the isotopicexchange within a plasma is up to 100 times higher than usingmolecular oxygen. The impedance measurements show a smallerelectrode resistance within the plasma. This behaviour isattributed to the higher temperature within the plasma. The rateconstants for the oxygen in- and excorporation into Sc-dopedSrTiO< sub> 3< /sub> are lower using oxygen plasma. Fe-dopedSrTiO< sub> 3< /sub> shows the contrary behaviour.