Synthesis of advanced inorganic colloidal nanocrystals

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 regim...

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Main Author: Zanella, Marco
Contributors: Parak, Wolfgang J. (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:English
Published: Philipps-Universität Marburg 2008
Physik
Subjects:
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Table of Contents: 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.