Herstellung und Strukturierung von Halbleiternanopartikeln

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Gegenstand dieses Forschungsvorhabens sind experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Partikelbildung und -handhabung von Nanopartikeln (< 20 nm) in nichtwässrigen Systemen am Beispiel von ZnO und PbS. Diese sind aufgrund ihrer elektrooptischen Eigenschaften interessante Kandidaten für industrielle Anwendungen in Solarzellen, bei der Katalyse, in LED s oder bei der Telekommunikation. Nachdem der Schwerpunkt der ersten Antragsphase hauptsächlich auf der Partikelsynthese gelegen hat, soll während der kommenden beiden Jahre die orientierte Aggregation zu anisotropen Strukturen vertieft untersucht werden. Dabei deuten vor allem die während der ersten Antragsperiode gewonnenen Ergebnisse zu ZnO darauf hin, dass spätere Strukturen bereits vor der Synthese durch die eingesetzten Precursorverbindungen „vorbestimmt sind. In diesem Fall ist die klassische Theorie der Partikelbildung zu Keimbildung und Wachstum nicht mehr geeignet, die ablaufenden Mechanismen exakt wiederzugeben. Da auch Bleisulfid über eine Precursorverbindung gebildet wird, sollen beide Stoffsysteme, ZnO und PbS, parallel untersucht werden, um Unterschiede und Gemeinsamkeiten zu finden. Nachdem In der ersten Antragsperiode das Reifungsverhalten bereits ausführlich experimentell und numerisch untersucht wurde, sollen nun durch den vertieften Einsatz von modernen Streuverfahren (Hyper-Rayleigh Streuung, Kleinwinkelstreuung) und ergänzende numerische Studien (Populationsbilanzen, Brown sche Simulation) alternative Modelle zur Beschreibung von Keimbildung, Wachstum und Aggregation entwickelt werden. Diese sollen es ermöglichen, bereits bei der Untersuchung früher Clusterstadien Aussagen über die spätere Partikelstruktur zu treffen. Zusätzlich soll der Einfluss von Oberflächenmodifikationen, z.B. durch Stabilisatoren, systematisch betrachtet und in den entwickelten Modellen berücksichtigt werden.