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 Matrix-Theorie als Ursprung von Raumzeit und Kosmologie
23.05.2018 | Universität Wien

nachricht Rotierende Rugbybälle unter den massereichsten Galaxien
23.05.2018 | Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam

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: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Im Focus: Achema 2018: Neues Kamerasystem überwacht Destillation und hilft beim Energiesparen

Um chemische Gemische in ihre Einzelbestandteile aufzutrennen, ist in der Industrie die energieaufwendige Destillation gängig, etwa bei der Raffinerie von Rohöl. Forscher der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) entwickeln ein Kamerasystem, das diesen Prozess überwacht. Dabei misst es, ob es zu einer starken Tropfenbildung kommt, was sich negativ auf die Trennung der Komponenten auswirken kann. Die Technik könnte hier künftig automatisch gegensteuern, wenn sich Messwerte ändern. So ließe sich auch Energie einsparen. Auf der Prozesstechnik-Messe Achema in Frankfurt stellen sie die Technik vom 11. bis 15. Juni am Forschungsstand des Landes Rheinland-Pfalz (Halle 9.2, Stand A86a) vor.

Bei der Destillation werden Flüssigkeiten durch Verdampfen und darauffolgende Kondensation des Dampfes in ihre Bestandteile getrennt. Ein bekanntes Beispiel...

Im Focus: Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt

Wie verleiht man Zellen neue Eigenschaften ohne ihren Stoffwechsel zu behindern? Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München veränderte Säugetierzellen so, dass sie künstliche Kompartimente bildeten, in denen räumlich abgesondert Reaktionen ablaufen konnten. Diese machten die Zellen tief im Gewebe sichtbar und mittels magnetischer Felder manipulierbar.

Prof. Gil Westmeyer, Professor für Molekulare Bildgebung an der TUM und Leiter einer Forschungsgruppe am Helmholtz Zentrum München, und sein Team haben dies...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Rotierende Rugbybälle unter den massereichsten Galaxien

23.05.2018 | Physik Astronomie

Invasive Quallen: Strömungen als Ausbreitungsmotor

23.05.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Matrix-Theorie als Ursprung von Raumzeit und Kosmologie

23.05.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics