Spektrofluorometrieanlage
Final Report Abstract
Die Spektrofluorometrieanlage wird in Projekten des Lehrstuhls II des Instituts für Physikalische und Theoretische Chemie sowie im Rahmen formeller und informeller Kooperationen mit anderen Arbeitsgruppen der Fakultät und von ausserhalb eingesetzt. Ebenso unterstützt wurden hierdurch auch Kooperationsvorhaben wie des Graduiertenkollegs GRK 1221, des POCAONTAS EU FP7 Netzwerkes, sowie laufende Verbundprojekte wie das GRK 2112. Zu den herausragenden Fähigkeiten des Gerätes gehört die Möglichkeit, Fluoresezenzanregungsspektren bei Anregung mit kohärenter Laserstrahlung über den sichtbaren bis in den UV Spektralbereich und Detektion im sichtbaren wie auch Infrarotbereich durchführen zu können. Signal-zu-Rauschverhältnisse sind bei diesem Gerät ausgezeichnet, dank der durch Laseranregung ermöglichten präzisen Definition kleiner Anregungsvolumina und der daraus resultierenden optimalen Abbildungsmöglichkeiten auf der Detektionsseite. Das Gerät wird im wesentlichen zur täglichen Standardcharakterisierung und zur Qualitätskontrolle bei der Herstellung halbleitender Kohlenstoffnanorohrproben mittels Fluoreszenzspektroskopie eingesetzt. Die wichtigsten Projekte, im Rahmen derer das Gerät einen wichtigen Beitrag geleistet hat, waren Vorhaben im Rahmen eines Europäischen ITN Netzwerkes (POCAONTAS), welches die Erforschung von Kohlenstoffnanorohr-Polymer Hybridmaterialien für deren mögliche Anwendung in photovoltaischen Elementen zum Ziel hatte. Hier lieferte das Gerät nützliche Informationen zur Bestimmung von Fluoreszenz-Quantenausbeuten in verschiedenartigen Nanorohr-Probentypen. Weiterhin wurde das Gerät zur Charakterisierung von Wechselwirkungen zwischen halbleitenden Kohlenstoffnanoröhren und adsorbierten Polymeren oder anderen Dispergieradditiven eingesetzt. Hierbei können Änderungen der Fluoreszenzintensität und -Energie sowie -Energieverteilung zur Bestimmung thermodynamischer Größen wie freier Desorptionsenthalpien sowie enthalpischer und entropischer Beiträge zur Adsorbat-Nanorohr Wechselwirkung herangezogen werden. In einer weiteren zeitaufgelösten pump-probe Studie konnte die Ausdehnung exzitonischer Zustände in halbleitenden Kohlenstoffnanoröhren und Nanorohraggregaten bestimmt werden. Hierbei diente das Gerät der Charakterisierung von vereinzelten und aggregierten Kohlenstoffnanorohrproben. Aggregation macht sich insbesondere auch in Fluoreszenzspektren durch eine Verbreiterung und Verschiebung von Emissionsbanden bemerkbar.
Publications
- 13 nm Exciton Size in (6,5) Single-Wall Carbon Nanotubes (supporting info). J. Phys. Chem. Lett. 7 (2016) 2276 - 2280
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Eckstein, Karpicz, Augulis, Redeckas, Vengris, Namal, Hertel, Gulbinas
(See online at https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2015.12.006) - Interaction of Polymers with Single-Wall Carbon Nanotubes. J. Phys. Chem. C, 120 (2016) 10094-10103
Brunecker, Schöppler, Hertel
(See online at https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b02198) - Carrier photogeneration, drift and recombination in a semiconducting carbon nanotube network. Nanoscale 9 (2017) 12441-12448
Eckstein, Bertasius, Jasinskas, Namal, Hertel, Gulbinas
(See online at https://doi.org/10.1039/C7NR03813E)
