Forschung

Nanoskalige Strukturen

Synthese und Charakterisierung von Nanostrukturen bilden einen Schwerpunkt in unserer Forschung. Zu den interessierenden Strukturen gehören zweidimensionale (dünne Filme), eindimensionale (Nanodrähte oder -stäbe) und „nulldimensionale“ Objekte wie Nanokristalle. Die nanoskaligen Objekte werden nach dem bottom-up Prinzip mittels chemischer Methoden aus der Lösung oder aus der Gasphase synthetisiert. Ziele sind die Entwicklung neuer oder kombinierter Synthesemethoden von Nanostrukturen, die Herstellung von Nanosystemen aus bislang nicht hergestellten Verbindungen und die detaillierte Aufklärung der grundlegenden Mechanismen von Synthesemethoden. Zur strukturellen und chemischen Charakterisierung von Nanostrukturen sind die Methoden der TEM bestens geeignet.


LiNbO3

Synthese von Lithiumniobat (LiNbO3) Nanokristallen.
Monodisperse Nanokristalle von LiNbO3 werden mittels der sog. Heating-up Methode aus einem LiNb(OiPr)6 Vorläufer in 1-Octadecen + Ölsäure synthetisiert (links). Die Abbildung auf einem Graphenfilm macht die Ölsäure-Hülle sichtbar, wobei die Nanokristalle Oberflächen parallel zur R-Fläche aufweisen und als Pseudowürfelchen erscheinen (Mitte). In der hoch aufgelösten Abbildung in <2021> Orientierung entsprechen die hellen Kontraste den Niob-Positionen, wie es aus der Lage der eingelegten Metallionen ersichtlich ist (rechts).



Sr(Ti,Zr)O3 Bild 1 Sr(Ti,Zr)O3 Bild 2

Synthese und Selbstaggregation von Sr(Ti,Zr)O3 Nanowürfeln.
Hoch monodisperse Nanowürfel von Sr(Ti,Zr)O3 werden mittels einer modifizierten Mizellen-Methode in situ an einer Öl-Wasser-Grenzfläche unter hydrothermalen Bedingungen in einem Autoklaven synthetisiert. Die mit Oleat funktionalisierten Nanowürfel aggregieren auf einer Unterlage zu Monolagen (oben links und rechts) oder gar zu Superwürfeln (rechts), je nach Angebot an Oleat in der Suspension.