Funktionelle Nanopartikel-Anordnung durch Entnetzung von dünnen Schichten

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Schaaf
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 241966571

Die exakte geometrische Anordnung von monodispersen Nanopartikeln auf großen Flächen hat ein enormes Anwendungspotenzial in vielen technischen Bereichen, wie Energietechnik, Metamaterialien, Plasmonik, Sensorik, DNA-Analyse oder auch die Katalyse für das geordnete Wachstum von Nanodrähten oder Nanoröhren. Die selbstorganisierte Entnetzung von Dünnschichten ist eine besonders interessante Methode zur großtechnischen Herstellung solcher Nanopartikel und ihrer geometrischen Anordnung. Die grundlegenden materialwissenschaftlichen Defizite im Verständnis der Vorgänge bei der Entnetzung - insbesondere von dünnen Mehrfachschichten - werden durch systematische Untersuchungen abgebaut. Ein wesentliches Hilfsmittel ist die gezielte Nanostrukturierung der Substrate, die eine Separation und systematische Steuerung der Effekte erlaubt. Hierbei sollen Strategien für eine exakte zweidimensionale geometrische Anordnung von monodispersen Nanopartikeln erarbeitet werden. Die Wechselwirkungsmechanismen innerhalb der 2D-Nanopartikel-Anordnungen werden untersucht. Diese Mechanismen ergeben wahrscheinlich Funktionalitäten, die deutlich über die der einzelnen Nanopartikel hinausgehen. Als ganz neuer Ansatz werden auch Entnetzungsvorgänge in Doppel- und Mehrfachschichten untersucht. Hier werden ganz neue Effekte und Abweichungen von der normalen Thermodynamik vermutet. Die Legierungsbildung bzw. Entmischung während der Entnetzungsvorgänge der Doppelschichten und die Bildung von Nanolegierungen werden systematisch verfolgt und auf neue Eigenschaften mit großem Anwendungspotenzial hin untersucht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Privatdozent Dr.-Ing. Dong Wang