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ZnO-basierte und organisch/hybride Nanostrukturen

Nanodrähte und hybride Strukturen

Zinkoxid (ZnO)-Nanodrähte haben einzigartige Eigenschaften wie optische Tranzparenz, chemische Stabilität, einfache Synthese, biologische Kompatibilität, geringe Herstellungskosten und großflächige Anwendungen. Daher ist es vielversprechend, sie als nanoskalige Bausteine für optoelektronische Anwendungen nutzen zu können. Ein interessanter Ansatz, die optoelektronischen Eigenschaften von ZnO-Nanostrukturen abzustimmen, ist die Herstellung und Integration von Nanokompositen mit anderen organischen oder anorganischen Halbleitern, wobei von den Eigenschaften der jeweiligen Materialien bei der Herstellung von elektronischen Bauteilen profitiert werden kann.

Seit mehr als 5 Jahren forscht unsere Arbeitsgruppe auf diesem Gebiet, unterstützt von vielen Kollaborationen und Förderprojekten. Die strukturellen, optischen und elektronischen Eigenschaften von ZnO-basierten Nanodraht/Quantenpunkt-Strukturen und von ZnO-basierten organisch/anorganischen Nanostrukturen werden untersucht.

Strukturelle, optische und elektrische Charakterisierung von funktionalen Hybridnanostrukturen

Aufgrund des großen Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnisses von ZnO-Nanodrähten können deren optische und elektronische Eigenschaften effizient durch Oberflächenfunktionalisierung maßgeschneidert werden. Mittels Elektronenmikroskopie (SEM und TEM) können dieses Verhältnis, die Dichte, die Kristallstruktur und die Oberfläche von reinen und oberflächenfunktionalisierten ZnO Nanostrukturen untersucht werden. Für effiziente optoelektronische Bauteile müssen die Nanodrähte, die Hybridgrenzflächen sowie die gesamte Struktur möglichst frei von Störstellen und von hoher kristalliner Qualität sein.

Hybride Halbleiternanostrukturen

  • Wellenleiter und Gewinndynamik in Nanodrähten
  • Synthese von Nanodrähten (VLS - vapor-liquid-solid-Methode und chemische Synthese)
  • Funktionalisierte Nanodrahtoberflächen (kolloidale Quantenpunkte, Polymere, metalische Nanopartikel)
  • Nanodraht/Polymer-Heterostrukturen für LEDs und Solarzellen
  • Oberflächeneigenschaften und Photolumineszenz-Charakterisierung von Nanodrähten

Förderprojekt: DFG Research Group FOR 1616 Nanowire Optoelectronics