Molecule-based Solvothermal Synthesis of Lanthanide Oxide Nanostructures

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Im Laufe der ersten Förderperiode konnten eine Reihe von neuartigen homo- und heterometallischen Alkoxide, die sich für den Einsatz als molekulare Vorstufe zur Darstellung Lanthanoid-haltiger, nanokristalliner Oxide (LONs) eignen, synthetisiert und röntgenographisch charakterisiert werden. Der Einsatz von chemisch maßgeschneiderten Precursoren ermöglicht hierbei die homogene Verteilung von optischen Zentren (z.B. Ln3+-Cluster) in einer kristallinen Matrix (z.B. Yttriumaluminiumgranat, YAG), wodurch die optischen Eigenschaften des gewünschten Materials deutlich verbessert werden können. In der beantragten Förderperiode sollen zum einen Lanthanoid-haltige Precursoren für die Herstellung von Lanthanoidoxiden mittels Solvothermalsynthese weiterentwickelt werden, zum anderen der Einfluss von Precursoraufbau und Prozessparametern untersucht werden, um einen Zusammenhang zwischen Precursorchemie und funktionellen Eigenschaften der erhaltenen Materialien aufstellen zu können. Hauptziel dieses Projektes ist die Entwicklung neuer Synthesewege, welche eine chemisch kontrollierte Darstellung von maßgeschneiderten Lanthanoidoxid-Nanostrukturen sowie ihre Oberflächenfunktionalisierung ermöglichen. Sowohl die Precursorentwicklung als auch die Materialsynthese wird dabei von einer umfassenden Analytik unterstützt, welche Einkristallstrukturanalyse, Röntgendiffraktometrie und hochauflösende Elektronenmikroskopie (REM, TEM) umfasst. Schließlich sollen die dargestellten LONs hinsichtlich ihres Potential für den Einsatz in optischen (Photolumineszenz, Fluoreszenz, Marker) und bio-medizinischen (z.B. Stabilität in physiologischen Medien) Anwendungen untersucht werden.