Darstellung und Charakterisierung metallischer und oxidischer Nanostrukturen

Abstract

Nanopartikel und weitere Strukturen mit Ausdehnungen von weniger als 100 nm in mindestens einer Dimension sind aufgrund ihrer oft außergewöhnlichen optischen, elektrischen, magnetischen und mechanischen Eigenschaften bereits seit längerem von hohem wissenschaftlichen und, aufgrund von Fortschritten in der Produktionstechnik, heutzutage auch wirtschaftlichen Interesse. Dabei wird es immer wichtiger, gezielt und reproduzierbar die Größe, Form, chemische Zusammensetzung und kristalline Struktur einstellen zu können. Die Suche nach geeigneten Synthesewegen ist daher aktueller denn je. In der vorliegenden Arbeit wurden Strategien zur nasschemischen Hochtemperatur-Synthese über Multi- und Single-Source-Precursoren zur Darstellung monodisperser Silber- und Eisen/Platin-Partikel verfolgt. Diese zeichnen sich durch (auch für Nanopartikel) besondere optische und magnetische Eigenschaften aus. Darüber hinaus wurde versucht, einen kleinen Einblick in die immer noch kaum verstandenen Reaktionsmechanismen bei diesen Partikelsynthesen zu erlangen und zu untersuchen, wie sich die Änderung eines oder mehrerer Syntheseparameter auf die erhaltenen Strukturen auswirkt. Neben den "erwarteten" Ergebnissen, führte dieser Ansatz auch zu "unerwarteten" Ergebnissen. Namentlich zu Silberplättchen mit ungewöhnlicher kristalliner Struktur und Platin-Magnetit core-shell Partikeln deren Hülle kristallographisch orientiert auf den Kern aufwuchs.

Nanoparticles and further structures of less than 100 nm at least in one dimension, are distinguished by their often exceptional optical, electrical, magnetic, and mechanical properties. Thus they are of high scientific and due to advancements within the field of production technology also of considerable economic interest. By now it is becoming more and more important to systematically tailor the size, shape, chemical composition, and crystalline structure of those nanostructures. The search of suitable synthesis pathways is getting more and more prevailing. In this work, strategies for the wet chemical high-temperature-synthesis of monodisperse silver- and iron/platinum-particles by use of multi- and single-source-precursors were pursued. These materials display special optical and magnetic characteristics, even compared to other nanoparticles. An additional aim was to gain insight into the still poorly understood reaction mechanisms of particle synthesis-pathways and to investigate the impact of one or various synthesis parameters on the resulting structures. Beside of "expected" results, some unexpected ones were also obtained: namely, small silver plates with unusual crystalline structure and platinum-magnetite core-shell particles whose shell grew crystallographically oriented on top of the core.