Nanophotonik und Grenzflächenchemie

Forschungsgebiete

- Nanomaterialien

Nanostrukturierte geträgerte Materialien sind von wichtiger wirtschaftlicher Bedeutung z.B. in der heterogenen Katalyse. Aber auch in der Entwicklung neuer Technologien angefangen von Hybridmaterialien für die molekulare Elektronik und Optoelektronik bis hin zu neuen Materialien für die Solarenergiekonversion nehmen nanostrukturierte Systeme eine Schlüsselrolle ein. Viele Prozesse an derartigen Systemen sind noch wenig verstanden. Ziel unserer grundlegenden Untersuchungen ist es daher, ein Verständnis der Dynamik der damit im Zusammenhang stehenden Elementarprozesse zu erhalten. Dabei richten sich die Untersuchungen nicht nur auf fundamentale chemische Prozesse sondern auch auf photochemisch induzierte Abläufe. Um gezielt wohldefinierte Oberflächen mit den zu untersuchenden Molekülen zu belegen, wird unter Ultrahochvakuum gearbeitet. Zum Einsatz kommen rastertunnelmikroskopische Methoden, um Informationen über atomare Strukturen neuartiger Hybridmaterialien zu erhalten. Quantenzustandsaufgelöste Verfahren werden zur Klärung von Energieumverteilungsprozessen nach Anregung mit Laserlicht, für Echtzeituntersuchungen unter Einsatz eines Femtosekundenlasersystems verwendet. Bei der Herstellung der untersuchten Materialien werden teilweise Selbstorganisationsprozesse genutzt. Die nanostrukturierten Systeme verändern ihre Eigenschaften von mehr molekülartigem Verhalten, wenn einzelne Partikel nur aus wenigen Atomen oder Molekülen bestehen, bis hin zu Eigenschaften von Volumenmaterialien, wenn sie mehrere zehntausend Atome groß sind. Zusätzlich spielt die Struktur eine Rolle, d.h. ob die Partikel kompakt, stäbchenförmig oder fraktal - amorph oder kristallin angeordnet sind. Auch die Wechselwirkung mit dem Trägermaterial, auf dem die Partikel aufgebracht sind, kann erhebliche Auswirkungen haben. All diese Aspekte werden in der Forschung des Arbeitskreises berücksichtigt. Im Kontakt solcher Filme mit einer flüssigen Phase kommen darüber hinaus elektrochemische Untersuchungsmethoden zum Einsatz. Im Vordergrund stehen die Analyse besetzbarer Energieniveaus und deren Veränderung durch Lichtabsorption. Zur Untersuchung der Kinetik sich anschließender photoelektrochemischer Reaktionen (z. B. für eine Wandlung von Solarenergie) werden moderne zeit- und frequenzaufgelöste Messmethoden eingesetzt.

- Photokatalyse - Photokatalysierte Reaktionen von Adsorbaten an einfachen Oxidoberflächen und komplexeren, nanostrukturierten Metall-Trägersystemen

Photochemische Reaktionen an Festkörperoberflächen sind von fundamentaler Bedeutung in der Natur und finden weitreichende, technische Anwendungen, wie z.B. in der Laser-Mikrotechnologie, Photokatalyse oder Photoelektrochemie. Ziel der grundlegenden Untersuchungen ist es, ein Verständnis der Dynamik der damit im Zusammenhang stehenden Fundamentalprozesse zu erhalten. Verwendet wird zustandsselektive Laserspektroskopie, um laserinduzierte Reaktionen an Festkörperoberflächen inklusive Photodesorption zu studieren. Gegenstand der Untersuchungen sind kleine Moleküle adsorbiert an Einkristalloberflächen oder epitaktisch gewachsene Oxidfilme, die teilweise mit nanostrukturierten Metallclustern modifiziert werden, um die elektronischen und photochemischen Eigenschaften systematisch zu verändern. Erste Untersuchungen unter Verwendung von Femtosekundenlasern sind ebenfalls durchgeführt worden, um die Prozesse in Echtzeit zu verfolgen.

Weiterbildungsangebot

Aktivitäten für Schüler und Lehrer:
Laborexperiment im Rahmen von CHEMOL
http://www.chemol.uni-oldenburg.de

Schulpatenschaften:
http://www.al-shamery.chemie.uni-oldenburg.de/24446.html

Patente/Schutzrechte

Verfahren zur Abscheidung dünner, kohlenstofffreier Metalloxid-Filme aus Lösung zur Anwendung in der Halbleiterindustrie
DE 10 2008 029 385 A1

Schlagworte

Nanomaterialien / Photokatalyse /

Übersetzung nicht verfügbar

Forschungsprojekte

Kontakt

Ansprechpartner/-in

Frau Prof. Dr. Katharina Al-Shamery
Telefon:
0441 / 798-3853
Telefax:
0441 / 798-2809

Forschungseinrichtung

Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
Fakultät V - Mathematik und Naturwissenschaften
Institut für Chemie
Nanophotonik und Grenzflächenchemie
Hausanschrift:
Carl-von-Ossietzky-Straße 9-11
26129 Oldenburg
Telefon:
0441 / 798-3650
Telefax:
0441 / 798-3329
Stand: 26.02.2014