Pollmeier, Klaus:

Herstellung und Charakterisierung dünner Filme aus kovalent vernetzten Au 55-Clustern

Duisburg, Essen (2006), 109 S.
Dissertation / Fach: Chemie
Fakultät für Chemie
Schmid, Günter (Doktorvater, Betreuerin)
Ulbricht, Mathias (GutachterIn)
Dissertation
Abstract:
Monolagen bestehend aus Quantenpunkten sind in Bezug auf die zweidimensionalen, elektronischen Wechselwirkungen zwischen den Quantenpunkten von generellem Interesse. Während einzelne Quantenpunkte bereits eingehend untersucht werden konnten, ist das Verhalten der Nanopartikel untereinander noch recht unerforscht. Bisherige Versuche geschlossene Monolagen von Au55(PPh3)12Cl6 auf feste Substrate zu übertragen führten in den meisten Fällen zum zerreißen dieser, besonders wenn die Substratoberfläche nicht atomar glatt war. Ziel dieser Arbeit ist es, Liganden zu synthetisieren die eine kovalente chemische Vernetzung der Goldcluster ermöglicht. Zu diesem Zweck sollten Liganden synthetisiert werden, die über Mercaptogruppen verfügen um einen Ligandenaustausch am Au55(PPh3)12Cl6 zu bewirken und zudem unter Einwirkung von Licht eine chemische Verknüpfung der Cluster herbeiführen. In dieser Arbeit konnte der Einsatz von drei verschiedenen Liganden ( sulfo-SANPAH, p-Styryldiphenylphosphan, Octavinylsilsesquioxan ) zur chemischen Vernetzung des Clusters gezeigt werden. Um sulfo-SANPAH als Ligand verwenden zu können, wurde es mit Mercaptoanilin zur Reaktion gebracht und daraufhin mit dem Goldcluster ein Ligandenaustausch durchgeführt. Die gesamt Synthese erfolgte dabei unter Lichtausschluss. Es konnten mittels Spinncoating dünne Schichten dieses neuen Clusters erhalten werden, die im AFM untersucht wurden. Die Monosubstitution von Octavinylsilsesquioxan wurde in ebenfalls angegangen und konnte im Falle einer Aminofunktionalisierung gezeigt werden. Zudem gelang mit dem Einsatz von Octavinyldisilanolsilsesquioxan die erstmalige Stabilisierung von Au55-Clustern mit einem chelatisierendem Liganden der über zwei Hydroxygruppen mit dem Goldcluster verknüpft ist. Die UV-Licht induzierte Verknüpfung dieses Clusters führt zur Bildung vernetzter Schichten die bis zu einigen Mikrometern dick sein können. Anhand der Vernetzung von p-Styryldiphenylphosphan stabilisiertem Goldcluster konnte die Vernetzung von Vinylgruppen in der Nähe eines Goldcluster gezeigt werden. In der vorliegenden Arbeit konnte somit dargestellt werden, dass polymerisierbare Liganden zur Stabilisierung von Au55 eingesetzt werden können und die Grundlagen für die Herstellung stabiler Clusterlagen gelegt worden sind.

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