Eindimensionale oxidische Nanostrukturen mittels chemischer Gasphasenabscheidung und Synthese heterometallischer Übergangsmetallalkoxide (Co, Mn und Fe)

Abstract

Eindimensionale (1D) anorganische Materialien weisen, abhängig von ihrer Größe, Form und Orientierung, interessante strukturelle Merkmale und Funktionalitäten auf. In der vorliegenden Dissertation wurde ein allgemeiner MOCVD-Prozess zur größen- und orts-selektiven Darstellung von Metalloxid-Nanodrähten (NWs) entwickelt, der auf einer Kombination von Precursordesign und katalysator-unterstütztem Wachstum basiert. Hierbei wurden hochkristalline Zinnoxid-, Eisenoxid- und Indiumoxid-NWs via CVD geeigneter molekularer Vorstufen (Alkoxide) hergestellt, deren axiale und radiale Ausdehnung in einem Bereich von 20-900 nm bzw. 0,5-~100 µm durch Kontrolle der Precursorzufuhr, Abscheidetemperatur und Katalysatorgröße variiert werden konnte. Darüber hinaus wurden hierarchische SnO2 / V2O5 1D-Strukturen durch einen zweistufigen Prozess erhalten. Das Anwendungspotential dieser 1D-Nanomaterialien als Photo- und Gassensoren wurde anhand von Multi- und Einzeldraht-Bauteilen untersucht. Einzelne SnO2- und Fe3O4-NWs wurden durch FIB-Nanolithographie kontaktiert um durchmesserabhängige Besonderheiten zu untersuchen und um präzise Kenntnisse bezüglich umgebungsabhängiger elektrischer und sensorischer Eigenschaften (SA, N2, H2O, CO) zu erlangen. Darüber hinaus wurden heterometallische Alkoxide, Spirozyklen und Seco-Norkubane, als potentielle Vorstufen zur Materialsynthese und als Intermediate für Metathesereaktionen zum Aufbau komplexer Moleküle synthetisiert.