Arbeitsgruppe apl. Prof. Dr. Dirk Dorfs

KOLLOIDCHEMIE VON METALLEN UND HALBLEITERN, SPEKTROSKOPIE AN NANOPARTIKELN

Zwei Gläser mit phasengetrennten Flüssigkeiten. Links: grünfluoreszierende Nanopartikel in organischer Phase. Rechts: gelbfluoreszierende Nanopartikel in wässriger Phase. Zwei Gläser mit phasengetrennten Flüssigkeiten. Links: grünfluoreszierende Nanopartikel in organischer Phase. Rechts: gelbfluoreszierende Nanopartikel in wässriger Phase. Zwei Gläser mit phasengetrennten Flüssigkeiten. Links: grünfluoreszierende Nanopartikel in organischer Phase. Rechts: gelbfluoreszierende Nanopartikel in wässriger Phase.

Die Arbeitsgruppe um apl. Prof. Dr. Dirk Dorfs ist eine Arbeitsgruppe in der Abteilung Funktionale Nanostrukturen und befasst sich mit der Synthese komplexer kolloidal dispergierter Nanopartikel und der Untersuchung ihrer (vor allem optischen) Eigenschaften.

FORM- UND ZUSAMMENSETZUNGSKONTROLLE BEI DER KOLLOIDCHEMISCHEN NANOPARTIKELSYNTHESE

Die Arbeitsgruppe Dorfs beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit der kolloidchemischen Synthese von Nanopartikeln. Besondere Expertise besteht auf dem Gebiet der Synthese von Nanopartikeln mit nicht trivialer (quasisphärischer) Form. So werden z.B. kontrolliert Nanopartikel in Form von Stäbchen oder verzweigten Multipods hergestellt. Ebenso werden z.B. kontrolliert hohle oder partiell konkave Nanopartikel hergestellt (letztere sind z.B. Interessant, da Sie zu Schlüssel-Schloss-Erkennungsreaktionen fähig sind).  

Einflüsse auf die optischen Eigenschaften durch die kombination mehrerer Materialien in Hybrid-Partikeln oder Eigenschaftsveränderungen durch die Variation von Form und Zusammensetzung werden ebenfalls intensiv erforscht. Kombinationen von Metallen mit Oxiden oder Chalcogeniden können im Hinblick auf mögliche technische Anwendungen vorteilhafte synergetische Effekte besitzen und sind daher für den Arbeitskreis von Interesse.

ALTERNATIVE PLASMONISCHE MATERIALIEN

Ein Fokus der Arbeitsgruppe liegt auf Nanopartikeln mit sogenannten lokalisierten Oberflächenplasmonenresonanzen (LOPRs). Diese LOPR sind an frei bewegliche Ladungsträger gebunden und werden daher in der Literatur ganz überwiegend an metallischen Nanopartikeln untersucht.

In der Arbeitsgruppe Dorfs werden alternative Materialien (d.h. nicht elementare Metalle) in Bezug auf ihre plasmonischen Eigenschaften untersucht. Dies können z.B. metallische Verbindungen (z.B. verschiedene Kupfer- und Nickelchalkogenide) aber auch entartet dotierte Materialien wie z.B. Cu2-xSe oder verschiedene Leitfähige Gläser (ITO etc.) sein. 

Besonders interessant ist dabei, das diese alternativen plasmonischen Materialien vollkommen neue Möglichkeiten besitzen, welche elementare Metalle i.d.R. nicht aufweisen (z.B. über den Dotierungsgrad einstellbare Ladungsträgerdichten oder auch starke temperaturabhängige Leitfähigkeit).

TEMPERATURGRADIENTEN AUF DER NANOMETERSKALA

In der AG Dorfs werden die Effekte von durch Laserpulse induziertes starkes Aufheizen auf die Form und die Struktur von kolloidal dispergierten Nanopartikeln untersucht. Weiterhin soll geklärt werden ob und wie sich kurzzeitig stark aufgeheizte Nanopartikel für die Aktivierung chemischer Reaktionen auf Ihrer Oberfläche und in der umgebenden Lösung eignen.

Durch einen einzelnen hochintensiven Laserpuls (von wenigen Pikosekunden oder Nanosekunden Dauer) kann z.B. ein plasmonisches kolloidal dispergiertes Nanopartikel um über 1000°C erwärmt werden, ohne das die umgebende Lösung mit erwärmt wird (da das Laserlicht nur von dem Partikel, nicht aber vom Lösungsmittel absorbiert wird).

Durch dieses starke Aufheizen kann z.B. eine Phasenumwandlung hin zu einer Hochtemperaturphase am Nanopartikel selbst beobachtet werden oder es können chemische Reaktionen an auf der Oberfläche gebunden Molekülen induziert werden.

ARBEITSGRUPPENLEITUNG

Priv. Doz. Dr. rer. nat. Dirk Dorfs
Gruppenleitung
Adresse
Callinstraße 3a
30167 Hannover
Gebäude
Raum
205
Priv. Doz. Dr. rer. nat. Dirk Dorfs
Gruppenleitung
Adresse
Callinstraße 3a
30167 Hannover
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205