Integration unterschiedlicher leitfähiger Koordinationsnetzwerk-Verbindungen in Multielektroden-Bauelmente

• Antragsteller: Professor Dr. Gunther Wittstock
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316798080

Dieses Projekt widmet sich der Integration unterschiedlicher redoxaktiver und leitfähiger Koordinationsnetzwerkverbindungen (CCNCs) in Form von dünnen Schichten auf Multielektrodenanordnungen als Aktivmaterialien in elektronischen und elektrochemischen Bauelementen. Im ersten Förderabschnitt haben wir die Präparation und Charakterisierung solcher Schichten auf der Basis von Metall-hexacyanometallaten auf unterschiedlichen Substraten entwickelt und wollen die Ansätze nun kombinieren, um CCNCs mit unterschiedlichen Redoxpotentialen aufeinander abzuscheiden. Zur Charakterisierung der Grenzfläche oder Grenzschicht zwischen den beiden Materialien kommen elektrochemische Verfahren und die der röntgenangeregten Photoelektronenspektroskopie (XPS) zum Einsatz, die die Ermittlung der Elementverteilungen und Valenzzustände sowie der Redoxpotentiale der Komponenten erlaubt. Die Grenzschicht wird auch mit Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) in einer Flüssigkeitszelle untersucht, um den Aufbau dieser wichtigen Schicht und ihre Rolle bei elektrochemisch ausgelösten Valenzänderungen zu verstehen.Je nach Redoxzustand der Schichten können sie aus den benachbarten Schichten Ladungsträger aufnehmen oder nicht. Dies ermöglicht es, über die Einstellung des Redoxzustands durch voltammetrische Verfahren über die Kontaktelektroden oder durch Oxidationsmittel bzw. Reduktionsmittel in der angrenzenden Lösungsphase die Leitfähigkeit über die Grenzfläche/Grenzschicht zwischen zwei redoxaktiven CCNCs zu kontrollieren. Dies soll mit verzahnten Mikrobandelektrodenarrays getestet werden.Während eine die Änderung des Redoxzustands an Mikroelektroden keine permanente Modifikation darstellt, weil der Bewegung der Ladungsträger zu einer Dissipation der Strukturen führt, sollen permanente Modifikationen der Grenzflächen/Grenzschichten durch einen Austausch von Übergangsmetallionen oder von Liganden an der Oberfläche der Dünnschichten untersucht werden, womit sich eine weitere Variationsmöglichkeiten für strukturelle und funktionelle Variation der Strukturen bietet und Möglichkeiten verbessert werden weitere Funktionschichten mit sensorischen oder photonischen Funktionen an die CCNCs anzukoppeln.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1928: Koordinationsnetzwerke als Bausteine für Funktionssysteme
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Professor Dr. Helmut Baumgart