Photophysik und Photochemie an Grenzflächen von Silizium Nanoteilchen

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Das Ziel des vorgeschlagenen Projektes ist es, die spektroskopischen Eigenschaften von an Silizium-Nanopartikeln adsorbierten polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen zu verstehen. Diese Systeme sind von besonderem astrophysikalischem Interesse, da sie als Quelle bisher nicht identifizierter Emissions- und Absorptionsbanden wie der "Extended Red Emission" im Spektralbereich von 500-800 nm bzw. anderer Infrarotbanden vermutet werden. Das Verständnis der photophysikalischen Prozesse in diesem System erfordert zunächst eine detaillierte Kenntnis der Emissionseigenschaften einzelner kristalliner SiliziumNanopartikel im sichtbaren und nahen infraroten Spektralbereich. Dazu werden innerhalb dieses Projektes Techniken wie konfokale optische Mikroskopie und magnetische Resonanz eingesetzt, um die Rekombination und den Ort der Rekombination der Exzitonen an einzelnen Partikeln zu studieren. Durch Informationen aus rasternden Mikroskopieverfahren (AFM) werden die spektroskopischen Ergebnisse mit strukturellen Daten verknüpft. Die darauffolgenden Experimente untersuchen die Photostabilität polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe (PAH) auf einzelnen Silizium-Nanopartikeln mit Methoden der Einzelmolekülspektroskopie. Die Kenntnis der photophysikalischen Prozesse in einzelnen Silizium-Nanopartikeln aus den vorhergehenden Experimenten sowie die Ergebnisse der Untersuchungen an PAH/Nanopartikel Systemen werden dann eine detaillierte Beschreibung der PAH/Nanopartikel Wechselwirkung und der auftretenden spezifischen Deaktivierungsprozesse der PAH Anregungszustände (Elektronentransfer, Energietransfer oder Sauerstoff-Quenching) erlauben. Diese Informationen werden zudem mit theoretischen Beschreibungen, die in Zusammenarbeit mit TP2 erhalten werden, untermauert.