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Titel:Synthesis of advanced inorganic colloidal nanocrystals
Autor:Zanella, Marco
Weitere Beteiligte: Parak, Wolfgang J. (Prof. Dr.)
Erscheinungsjahr:2008
URI:http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2008/0488
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2008-04886
DOI: https://doi.org/10.17192/z2008.0488
DDC: Physik
Titel(trans.):Synthese anorganischer kolloidaler Nanokristalle

Dokument

Schlagwörter:
Kolloidales Nanokristall, Colloidal nanocrystal, Nanokristall

Summary:
Colloidal nanocrystals are crystalline materials of nanometer size which are colloidally suspended in a solution. Typical nanocrystals are made of few tens to some thousands atoms. Because of their small size they exhibit properties different to the conventional bulk materials. In the nanosize regime, in fact, it is not just the composition which determines the properties of a material but also its size and shape. The possibility to control these parameters allows the fabrications of nanocrystals whose properties can be exploited in several fields such as electronics, diagnostics, catalysis and optoelectronics. In this dissertation we will focus on semiconductive nanocrystals with particular attention to a new synthesis process which allows us to have a better control on the size and thus the properties. In particular we show that for small nanocrystals the growth is not continuous. Instead the nanocrystals grow discretely, from one stable configuration to the next bigger stable configuration. The possible stable configurations are termed "magic size clusters". For bigger particles growth is continuous. We report the generalization of the process to grow magic size clusters for several semiconductor materials. Also an application of magic size clusters of CdSe for the fabrication of light emitters is reported. The characterisation and application of particular semiconductive nanomaterials presented in this work will led us to the synthesis of more complex nanostructures such as core@shell nanomaterials and semiconductive-magnetic dimers. We demonstrate in particular the growth of II/VI semiconductor materials on top of FePt nanocrystals. Thus dimeric nanocrystals with a magnetic FePt domain and a II/VI domain are obtained. In these systems it is possible to combine together properties of the different materials in order to fabricate nanoparticles presenting as well a magnetic as a semiconductive domain.

Zusammenfassung:
Kolloidale Nanokristalle sind kristalline Materialien mit Nanometer-Größe die stabil in Lösung suspendiert sind. Typische Nanokristalle enthalten einige 10 bis zu einigen 1000 Atomen. Aufgrund ihrer kleinen Größe haben Nanokristalle unterschiedliche Eigenschaften als vergleichbare Volumen-Materialien. Auf der Nanometer-Skala werden die Eigenschaften von Materialien nicht nur durch deren Zusammensetzung, sondern auch durch ihre Größe und Form bestimmt. Die Möglichkeit diese Parameter zu variieren ermöglicht die Herstellung von Nanokristallen deren Eigenschaften sie für den Einsatz in verschiedenen Bereichen, wie Elektronik, Diagnose, Katalyse und Optoelektronik, interessant machen. In dieser Dissertation haben wir den Schwerpunkt auf Halbleiter-Nanokristalle gelegt. Dabei wurde dem Syntheseprozess besondere Aufmerksamkeit gewidmet, so dass eine bessere Kontrolle der Nanokristallgröße und damit der Eigenschaften ermöglicht wird. Besonders zeigen wir, dass für sehr kleine Nanokristalle deren Wachstum nicht kontinuierlich verläuft. Hingegen wachsen kleine Nanokristalle in diskreten Stufen, von einer stabilen Konfiguration zur nächst größeren stabilen Konfiguration. Die stabilen Konfigurationen werden "magic size cluster" genannt. Für größere Partikel ist der Wachstumsprozess wie gewohnt kontinuierlich. Wir beschreiben die Verallgemeinerung des Wachstums von magic size clusters für verschiedene Halbleiter Materialien. Als Anwendung von magic size clusters wird die Herstellung von Leuchtdioden beschriebenDie Charakterisierung und Anwendung von bestimmten Halbleiter Nanomaterialien die in dieser Arbeit vorgestellt werden führt uns zur Synthese noch komplexerer Nanostrukturen wie Kern@Hülle Konfigurationen and halbleitenden-magnetischen Dimer Strukturen. Besonders beschreiben wir das Wachstum von II/VI Halbleitern auf der Oberfläche von FePt Nanokristallen. Diese Dimere haben sowohl eine magnetische FePt Domäne als auch eine halbleitende II/VI Domäne. So ist es möglich in diesem Systemen zwei verschiedene Eigenschaften in einem einzigen Partikel zu kombinieren, da die Nanopartikel eine magnetische und eine halbleitende Domäne besitzen.


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