Colloidal Synthesis and Optical/(Opto)electochemical Investigation of Chemically Non-Toxic Tin (II) Sulfide Nanoparticles

• Applicant: Stephen Gerard Hickey, Ph.D.
• Subject Area: Physical Chemistry of Solids and Surfaces, Material Characterisation
• Term: from 2010 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 165561861

Dieses Projekt hat das Ziel, monodisperse Nanopartikel des nicht toxischen Halbleitermaterials Zinn(II)-Sulfid zu synthetisieren und mit optischen und (opto)elektrochemischen Methoden zu charakterisieren. Zu Beginn werden Synthesestrategien erarbeitet, um emittierende Materialien zu erhalten, z.B. über Beschichtungen und/oder Nachbehandlungen. Weiterhin werden Effekte verschiedener Ligandenkombinationen auf die Größe und die resultierenden Partikelgeometrien untersucht. Die Nanopartikel werden dann von der organischen Phase in die wässrige Phase transferiert und die Stabilität in beiden Phasen verglichen. Um die Partikel auch als Elektrodenmaterial, verwenden zu können sollen Konditionen evaluiert und Ankermoleküle gefunden werden, die zum Aufbringen der Nanopartikel auf metallische bzw. transparente oxidische Substrate dienen können. Die Materialien werden daraufhin auf ihre optische Antwort hin charakterisiert, sowohl an der Feststoff/Luft- und Feststoff/Flüssigkeits-Phasengrenze, als auch in Lösungen. Dabei kommen Absorptions- und Emissionsspektroskopie zum Einsatz, Letztere sowohl als statische und zeitaufgelöste Emissionsspektroskopie, als auch als Photolumineszenzanregungsspektroskopie (PLE). Die mit Zinn(II)-Sulfid derivatisierten Elektroden werden mit Hilfe einer Vielzahl (opto)elektrochemischer Techniken charakterisiert, um die optoelektrochemische Bandlücke und die absolute Bandlage und damit, auch die Kinetik der Ladungstransferprozesse in Abhängigkeit von dem angelegten Potential zu bestimmen. All diese Charakterisierungsmethoden werden auf verschiedeneNanopartikelgrößen angewendet, um den Effekt der Größenquantisierung in diesem System beurteilen zu können. Abschließend soll die gesammelte Erfahrung in Synthesen von Nanopartikeln literaturbekannter SnS-Allotrope zur Anwendung kommen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Alexander Eychmüller