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 Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle
07.12.2016 | Goethe-Universität Frankfurt am Main

nachricht Das Universum enthält weniger Materie als gedacht
07.12.2016 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

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: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Das Universum enthält weniger Materie als gedacht

07.12.2016 | Physik Astronomie

Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle

07.12.2016 | Physik Astronomie

Bakterien aus dem Blut «ziehen»

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie