Arbeitsgebiete & Projekte

Nanostrukturierte geträgerte Materialien sind von wichtiger wirtschaftlicher Bedeutung z.B. in der heterogenen Katalyse. Aber auch in der Entwicklung neuer Technologien angefangen von Hybridmaterialien für die molekulare Elektronik und Optoelektronik bis hin zu neuen Materialien für die Solarenergiekonversion nehmen nanostrukturierte Systeme eine Schlüsselrolle ein. Viele Prozesse an derartigen Systemen sind noch wenig verstanden. Ziel unserer grundlegenden Untersuchungen ist es daher, ein Verständnis der Dynamik der damit im Zusammenhang stehenden Elementarprozesse zu erhalten. Dabei richten sich die Untersuchungen nicht nur auf fundamentale chemische Prozesse sondern auch auf photochemisch induzierte Abläufe. Um gezielt wohldefinierte Oberflächen mit den zu untersuchenden Molekülen zu belegen, wird unter Ultrahochvakuum gearbeitet. Zum Einsatz kommen rastertunnelmikroskopische Methoden, um Informationen über atomare Strukturen neuartiger Hybridmaterialien zu erhalten. Quantenzustandsaufgelöste Verfahren werden zur Klärung von Energieumverteilungsprozessen nach Anregung mit Laserlicht, für Echtzeituntersuchungen unter Einsatz eines Femtosekundenlasersystems verwendet. Bei der Herstellung der untersuchten Materialien werden teilweise Selbstorganisationsprozesse genutzt. Die nanostrukturierten Systeme verändern ihre Eigenschaften von mehr molekülartigem Verhalten, wenn einzelne Partikel nur aus wenigen Atomen oder Molekülen bestehen, bis hin zu Eigenschaften von Volumenmaterialien, wenn sie mehrere zehntausend Atome groß sind. Zusätzlich spielt die Struktur eine Rolle, d.h. ob die Partikel kompakt, stäbchenförmig oder fraktal - amorph oder kristallin angeordnet sind. Auch die Wechselwirkung mit dem Trägermaterial, auf dem die Partikel aufgebracht sind, kann erhebliche Auswirkungen haben. All diese Aspekte werden in der Forschung des Arbeitskreises berücksichtigt. Im Kontakt solcher Filme mit einer flüssigen Phase kommen darüber hinaus elektrochemische Untersuchungsmethoden zum Einsatz. Im Vordergrund stehen die Analyse besetzbarer Energieniveaus und deren Veränderung durch Lichtabsorption. Zur Untersuchung der Kinetik sich anschließender photoelektrochemischer Reaktionen (z. B. für eine Wandlung von Solarenergie) werden moderne zeit- und frequenzaufgelöste Messmethoden eingesetzt.