Paralleldeposition von Clusterionen
Final Report Abstract
Das 21. Jahrhundert ist das Jahrhundert der Nanotechnologie. Diese neue Technik steckt noch in den Kinderschuhen. Es mangelt an Werkzeuge, um Materialien im Nanobereich zu formen, zu positionieren und zu kontrollieren. Kleinste Nanopartikel, die nur aus 10 oder 100 Atomen bestehen, sind sogar in höchstauflösenden Elektronenmikroskopen kaum erkennbar. Auf der anderen Seite haben diese Nanopartikel besondere Eigenschaften, die sie für vielfältige Anwendungen interessant machen. Die Eigenschaften hängen von der genauen Zusammensetzung der Teilchen und von der Teilchengröße ab. Für eine Anwendung müssen diese Eigenschaften genau studiert werden und das kann sehr zeitaufwendig werden. In der herkömmlichen Technik wird eine Sorte Teilchen einer ausgewählten Größe auf einem Substrat abgeschieden und die so präparierte Probe hinsichtlich ihrer elektronischen oder chemischen Eigenschaften untersucht. Danach wird eine neue Probe mit den nächstgrößeren Teilchen präpariert. Für systematische Serienuntersuchungen ist dies viel zu zeitaufwändig. Auch ist diese Methode fehleranfällig, da geringfügigste Verunreinigungen, die bei einzelnen Proben auftreten, die Ergebnisse verfälschen können. Bestimmte Teilchengrößen scheinen dann besondere günstige oder ungünstige Eigenschaften zu haben, aber tatsächlich variierten die Präparationsbedingungen bei diesen Proben geringfügig. Im hier vorliegenden Projekt wurde eine neue Präparationsmethode entwickelt, die es erlaubt, Nanopartikel verschiedener Größe gleichzeitig nebeneinander auf einer Probe abzuscheiden und anschließend zu untersuchen. Neben dem Zeitgewinn liegt der Hauptvorteil darin, dass für alle parallel abgeschiedenen Teilchengrößen die Bedingungen genau gleich sind. Zeigen sich in der späteren Untersuchung Unterschiede, muss es sich um echte Größeneffekte handeln. Das parallele Abscheiden von Teilchen verschiedener Größe nebeneinander auf einer nur wenige Millimeter großen Probe hat sich allerdings als technisch relativ aufwändig herausgestellt. Es konnte zwar gezeigt werden, dass die Methode, die auf der Anwendung eines Wienfilters beruht, im Prinzip arbeitet, aber für eine echte Anwendung in Serienuntersuchungen sind noch vielfältige technische Probleme zu lösen. Gelingt dies, könnte die neue Methode bei anwendungsnahen Studien, in denen ein weiter Größenbereich untersucht werden soll, eingesetzt werden.
Publications
- "Parallel deposition of size-selected clusters: a novel technique for studying size-selectivity on the atomic scale", Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 9233, (2014)
Yuan Luo, Hyun Ook Seo, Martin Beck, Sebastian Proch, Young Dok Kim and Gerd Ganteför
(See online at https://doi.org/10.1039/c4cp00931b)
