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Hierarchisch strukturierte Filme aus selbstkapselnden anorganisch/organischen
Hybridmaterialien
Professor Dr. Jochen Gutmann
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Institut für Physikalische Chemie
Mainz
Professor Dr. Peter Müller-Buschbaum
Technische Universität München
Lehrstuhl für Experimentalphysik IV
Physik Department E13
Garching
Zusammenfassung
Nanostrukturierte Filme aus anorganisch-organischen
Hybridmaterialien sind im Bereich der Solarzellen von
technologischer Relevanz. Ziel des Antrags ist weiterhin die
Herstellung und Charakterisierung von komplex aufgebauten,
nanostrukturierten, zweidimensionalen Werkstoffen (Filmen) mit
speziellen optischen Eigenschaften. Ausgehend von der
bisherigen Grundlage der Herstellung soll durch den Aufbau
hierarchischer Strukturen die Funktionalität erhöht werden.
Entsprechend soll die Sol-Gel Templat basierte Synthese von
keramischen Hierarchisch strukturierte Filme aus selbstkapselnden
anorganisch-organischen Hybridmaterialien 3
Metalloxidnanopartikeln, bei der amphiphile Diblockcopolymere als
formgebende Matrix eingesetzt werden, mit einer zusätzlichen
Strukturierung auf größerer Längenskala kombiniert werden.
Mittels kolloidaler Template soll zusätzlich zur Nanostruktur, die
das Diblockcopolymer vorgibt, auf der Längenskala bis zu
Mikrometern ein zweiter Strukturprozess verwendet werden.
Entsprechend sollen der Basislösung des Sol-Gel Prozesses
monodisperse Polymerpartikel gewünschter Größe zugemischt
werden. Nach der im ersten Schritt erfolgten Filmpräparation
liegen die resultierenden hochgeordneten Nanopartikelarrays in
Form amorpher Übergangsmetalloxide vor. Ihre Form und
Anordnung wird einerseits auf kleiner Längenskala durch das
formgebende Diblockcopolymer (sowie die
Präparationsbedingungen) und andererseits auf größerer
Längenskala durch das kolloidale Templat bestimmt. In einem
anschließenden Schritt werden die anorganischen Nanopartikel-
Arrays durch Erhitzen auf Temperaturen oberhalb 400°C in
kristalline Modifikation überführt. Zu jedem Schritt in der
Herstellung soll eine Charakterisierung mit Hilfe der neuen
Streumethode Ultrakleinwinkelstreuung unter streifendem Einfall
erfolgen. Dies erlaubt eine Optimierung der Prozessparameter, da
die spezielle Streutechnik eine hohe statistische Relevanz der
strukturellen und chemischen Information mit der Möglichkeit
vergrabene Strukturen zu analysieren kombiniert.
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