Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Höhere Quantenausbeute von nanokristallinen Lanthanoid-Materialien

13.11.2003


Grün leuchtende Lanthanoid-Nanokristalle mit Kern-Schale-Aufbau zeigen hohe Lumineszenz-Intensität



Leuchtende Kriställchen im Nano-Maßstab sind begehrt, da sie unter anderem als aktive Komponenten in Bildschirmen, LEDs und optischen Verstärkern sowie als Marker für die Untersuchung von Biomolekülen dienen können. Deutsche Forscher haben nun ein grün lumineszierendes Nanomaterial entwickelt, das besonders intensiv leuchtet.



Wird Leuchtstoffen Energie zugeführt, etwa durch elektrische Felder, Elektronenstrahlen oder UV-Licht, senden sie Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich aus. Dabei wird ein Elektron des Leuchtstoffs in eine energetisch höher liegende "Bahn" gehoben. Wenn das Elektron später zurückfällt, gibt es seine Energie in Form von Licht wieder ab. Derartige Prozesse nennt man Lumineszenz. Gegenüber makrokristallinen Leuchtstoffen haben Nanokristalle einen großen Vorteil: Sie sind so winzig, dass sie sichtbares Licht nicht streuen. Ein durchsichtiger Lack oder Kunststoff als Matrix wird durch die Kriställchen nicht getrübt. Es gibt jedoch einen ein gravierender Nachteil: Da die Anregungsenergie innerhalb solcher Kristalle von Atom zu Atom weitergereicht werden kann, erreicht sie bei sehr kleinen Partikeln rasch die Oberfläche, wo sie strahlungslos auf die umgebende Matrix übertragen wird - die Lumineszenz wird zum Großteil "gelöscht".

Ein Forscherteam von HASYLAB/DESY und der Universität Hamburg hat nun eine Methode gefunden, um diese Energieverluste bei nanokristallinen Lanthanoid-Materialien (Verbindungen von Metallen der "Seltenen Erden") zu verringern und so deren Lumineszenz zu intensivieren: Sie umhüllen sie mit einer "Schale". Ausgangsmaterial waren etwa 5 Nanometer messende Kriställchen eines mit Terbium-Ionen dotierten Cerphosphats, die bei Anregung mit UV-Licht grün leuchten. Auf die Partikel kristallisierten die Wissenschaftler um Markus Haase eine Schale aus Lanthanphosphat auf. Diese Verbindung hat ein praktisch identisches Kristallgitter wie Cerphosphat, sodass beide Schichten übergangslos miteinander verwachsen.

"Während die Anregungsenergie eines Ceratoms zum benachbarten Ceratom hüpfen kann, funktioniert dieser Energietransport zwischen Cer und Lanthan nicht," erklärt Haase. "Die Lanthanphosphat-Schicht wirkt deshalb als Sperre für den Energietransport an die Oberfläche der Kriställchen." So gelang den Hamburger Forschern die Herstellung eines Materials, das mit einer Quantenausbeute von 70 % grün leuchtet. Die Quantenausbeute ist ein Maß dafür, wie viel des eingestrahlten UV-Lichts in Lumineszenz umgewandelt wird. Haase: "Quantenausbeuten, die so nah am Wert der makrokristallinen Materialien liegen, hielt man bis vor kurzem bei nanokristallinen Leuchtstoffen nicht für realisierbar."

Kontakt:

Dr. M. Haase
Institut für Physikalische Chemie
Universität Hamburg
Bundesstr. 45, D-20146 Hamburg
Fax: (+49) 40-42838-3452
E-mail: haase@chemie.uni-hamburg.de

Dr. Renate Hoer | Gesellschaft Deutscher Chemiker
Weitere Informationen:
http://www.uni-hamburg.de
http://www.angewandte.org

Weitere Berichte zu: Lanthanoid-Material Lumineszenz Quantenausbeute UV-Licht

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Kleinste Teilchen aus fernen Galaxien!
22.09.2017 | Bergische Universität Wuppertal

nachricht Tanzende Elektronen verlieren das Rennen
22.09.2017 | Universität Bielefeld

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie