Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nano-Leuchtkugeln

14.10.2004


Neue Methode zur Beschichtung einzelner leuchtender - Nanokristalle (Quantenpunkte) mit Siliciumdioxid



Großes wird von den Zwerglein erwartet: So sollen sie Tumore markieren, großflächige Flachbildschirme verbessern helfen oder die Basis für die optische Datenverarbeitung von Morgen bilden. Die vielversprechenden Winzlinge sind leuchtende Quantenpunkte aus Halbleitermaterialien. Quantenpunkte sind nanoskopische Kristalle, die so klein sind, dass ihre chemischen Eigenschaften denen von einzelnen Molekülen ähneln. Aber erst die richtige Beschichtung macht die Kleinen voll funktionstüchtig. In einer deutsch-australischen Kooperation wurde nun eine neue, robuste Methode entwickelt, um Kriställchen aus Cadmiumselenid mit Zinksulfid-Schale (CdSe/ZnS) auf einfache Weise mit Siliciumdioxid so zu beschichten, dass jedes Siliciumdioxid-Kügelchen genau einen Quantenpunkt enthält.



Native CdSe-Quantenpunkte sind nur in unpolaren Lösemitteln stabil, aber für viele Anwendungen sind polare, protische Medien (Medien, die Protonen an gelöste Stoffe abgeben können) unumgänglich, etwa die wässrige Umgebung bei biomedizinischen Anwendungen. Eine Beschichtung muss her, um die Leuchtpünktchen zu stabilisieren, vor Sauerstoff zu schützen und um die Ablagerung von Substanzen zu unterbinden, die das Leuchten stören. Dabei darf die Beschichtung selber die Lumineszenz nicht beeinträchtigen und sollte biokompatibel sein. Eine Siliciumdioxidschicht würde diese Forderungen erfüllen. "Die üblichen Siliciumdioxid-Beschichtungsmethoden brauchen aber bereits ein polares Lösungsmittel," erklärt Thomas Nann vom Freiburger Materialforschungszentrum das Dilemma.

Zusammen mit Paul Mulvaney von der University of Melbourne entwickelte Nann eine neue Beschichtungsmethode: Die CdSe/ZnS-Nanokristalle liegen zunächst mit einer Beschichtung aus einer oberflächenaktiven organischen Phosphorverbindung vor, die dann schrittweise gegen polare Liganden ausgetauscht wird. Ligand der Wahl ist eine spezielle organische schwefelhaltige Silicium-Verbindung. Nun kann der Transfer in das polare, protische Lösungsmittel Ethanol erfolgen. Es enthält Tetraethoxysilan (TEOS) sowie ein kleine Menge an Wasser und Ammoniak, welche die Zersetzung von TEOS zu Siliciumdioxid katalysieren, das sich dann an den Nanokristalle abscheidet. Das Mengenverhältnis aller "Zutaten" muss exakt austariert sein. Nann: "Es muss sich genug Siliciumdioxid bilden, damit die Abscheidung vorangeht. Aber es darf nicht zuviel auf einmal sein, sonst entstehen zusätzlich leere Kügelchen." Zudem dürfen die wachsenden Partikel nicht verklumpen, sonst gibt es "Rosinenbrötchen" - Kugeln mit mehreren Quantenpunkten. Wasser hilft dagegen, weil es die Aufladung der Partikeloberfläche und damit die gegenseitige Abstoßung fördert. Durch sukzessive Zugabe von TEOS können die Kügelchen weiter beschichtet werden. So sind Durchmesser von 30 nm bis 1 µm zugänglich.

Kontakt:
Priv.-Doz. Dr. T. Nann
Freiburger Materialforschungszentrum (FMF)
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Stefan-Meier-Str. 21
D-79104 Freiburg
Germany
Tel.: (+49) 761-203-4755
Fax: (+49) 761-203-4768
E-mail: thomas.nann@fmf.uni-freiburg.de

Angewandte Chemie Presseinformation Nr. 40/2004
Angew. Chem. 2004, 116 (40), 5511 - 5514
ANGEWANDTE CHEMIE
Postfach 101161
D-69451 Weinheim
Tel.: 06201/606 321
Fax: 06201/606 331
E-Mail: angewandte@wiley-vch.de

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.angewandte.de
http://www.uni-freiburg.de

Weitere Berichte zu: Beschichtung Quantenpunkt Siliciumdioxid TEOS

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wegbereiter für Vitamin A in Reis
21.07.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Pharmakologie - Im Strom der Bläschen
21.07.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten