Nano Energy Research

Synthese neuartiger Designer-Precursoren zur Erzeugung nano-strukturierter Funktionsmaterialien

Projektleiter: Prof. Dr. Mathias Wickleder
Kooperationspartner: Prof. Dr. Katherina Al-Shamery, PD Dr. Ralf Vogelgesang

Ziel der Untersuchungen soll es sein, homogene und kohlenstofffreie Nanostrukturen relevanter Funktionsmaterialien zu erzeugen. Die Kohlenstofffreiheit wird durch neuartige Precursoren auf der Basis von komplexen Nitraten erreicht, deren Zersetzung neben dem Zielmaterial nur zu flüchtigen Produkten führt. So können elektronische Einflüsse durch Kontamination mit Kohlenstoff ausgeschlossen werden. Bei den Zielmaterialien handelt es sich einerseits um Edelmetalle, vor allem Gold, die in nanostrukturierter Form nicht nur große Relevanz in der (Photo)-Katalyse haben, sondern in definierter Form auch für nano-optische Experimente zur Untersuchung der Wechselwirkung Licht/Metallteilchen einsetzen lassen. Andererseits sollen die Nitrat-Precursoren zur Erzeugung ultradünner Oxidschichten der Selten-Erd-Elemente eingesetzt werden. Diese Schichten haben spezielle Eigenschaften, die Voraussetzung für die Miniaturisierung elektronischer Bauteile sind und so zu deren energieeffizienten Betrieb beitragen.

Der entscheidende Schritt bei der Synthese geeigneter Precursoren ist die Entwicklung bzw. Weiterentwicklung spezieller Synthesetechniken. Hierbei werde durch Einsatz hochreaktiver Oxidationsmittel (z.B. die Oxide N2O4 und N2O5) komplexe Nitrate erzeugt, die entweder per se Kohlenstofffrei (z.B. (NO)[Au(NO3)4] sind oder die, wenn sie zur Stabilisierung organische Liganden L enthalten (z.B. Nd(NO3)3(L)x), sich oxidativ unter Abspaltung von flüchtigen CO2 zersetzen.