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Gegenstand dieses Forschungsvorhabens sind experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Herstellung und Strukturierung von Halbleiternanopartikeln (d < 20 nm). Als Modellsysteme dienen Zinkoxid (ZnO) und Bleisulfid (PbS), die beide interessante Anwendungen in der Optoelektronik, Sensorik, Katalyse und für Absorptionsmaterialien eröffnen. Dies beruht im Wesentlichen darauf, dass optische und elektronische Eigenschaften von Partikeln im unteren Nanometerbereich von Partikelgröße und –form abhängen und dadurch gezielt einstellbar sind. Die Kinetik der Teilchenbildung soll quantitativ untersucht und erstmals mit Hilfe populationsdynamischer Modelle (PBE) prädiktiv beschrieben werden. Diese detaillierte quantitative Analyse bietet nicht nur die Basis für eine verfahrenstechnische Auslegung entsprechender Produktionsverfahren, sondern ermöglicht es auch, wichtige kinetische Teilschritte, wie z.B. das Partikelwachstum oder die Agglomeration separat zu studieren. Die Stabilisierung der Partikeln ist so zu steuern, dass sie auch bei technisch relevanten Konzentrationen (z.B. 1-10 vol-%) wirksam einsetzbar ist. Eingehende Studien mit Streumethoden und optischen Messverfahren sollen zusätzliche Einblicke in frühe Stadien der Partikelbildung eröffnen.
Schematische Darstellung der im Rahmen von SPP 1273 untersuchten Abläufe zur Entwicklung verfahrenstechnischer Ansätze bei der Synthese und Strukturierung von Halbleiternanopartikeln.