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Halbleiter-Nanostrukturen

Wissenschaftliches Profil

In der Arbeitsgruppe Halbleiter-Nanostrukturen steht die grundlegende Materialforschung für die Umwandlung von Licht in andere Energieformen im Kontext erneuerbarer Energien, Sensorik sowie zur photo-getriebenen Wasserstofferzeugung im Vordergrund. Die dafür eingesetzten organischen, anorganischen oder hybriden photonischen Nanomaterialien können in ihrer Dimensionalität und Struktur mittels top-down oder bottom-up Verfahren maßgeschneidert werden. Somit können Modellsysteme für die Grundlagenforschung und neuartige Eigenschaften insbesondere zur Erschließung innovativer Anwendungskonzepte realisiert werden.

(a) Struktur einer a-Si:H/MPEGC60 Hybridsolarzelle und (b) Energielagen (für Fullerenschichten elektrochemisch bestimmt) der einzelnen Schichten
Mittels photothermischer Deflektionsspektroskopie detektierte Absorptionsspektren von Stearinsäureschichten, die sukzessive mit dem amphiphilen Fullerenderivat MPEGC60 angereichert wurden. Die verwendeten Herstellungsmethoden bestimmen über supramolekularen Symmetrieerhalt oder –Brechung die Absorptionsspektren der Filme.
Personalisiertes Medizinkonzept auf Basis biokompatibler und biologisch abbaubarer poröser Silizium-Nanostrukturen

Forschungsthemen 

  • Hoch-geordnete supra-molekulare Chromophorstrukturen für photonische Nanomembranen, organische und hybriden Solarzellen sowie organische Leuchtdioden (OLEDs)
  • Silizium-Nanostrukturen für die photogetriebene Wasserstofferzeugung
  • Molekulare Sensormembranen für die Detektion kleiner Moleküle in der Atem- oder Umgebungsluft
  • Biokompatible und biologisch abbaubare poröse Silizium-Nanostrukturen für die Nanomedizin
  • Selbstorganisation von Metallen in porösen Matrizen

Die Forschungsthemen der Gruppe sind an der Schnittstelle zwischen Grenz- und Oberflächenchemie und –Analytik, Festkörperphysik und Nanotechnologie angesiedelt. Dabei stehen die Wechselwirkungen zwischen Materie und Licht bzw. elektromagnetischer Strahlung und Ultraschall im Vordergrund. Für diese Forschung steht der Gruppe eine Reihe von top-down und bottom-up sowie verschiedene Langmuir-Blodgett-Verfahren und (in-situ) Spektroskopien zur Verfügung.

Top-down und bottom-up Photonische Nanostrukturen

Anwendungsbereiche

  • Erneuerbare Energie und Wasserstoff
  • Organische Optoelektronik
  • Sensoren für die Detektion kleiner Moleküle und chemische Substanzen
  • Poröse Silizium-Nanostrukturen für personalisierte Therapie 
  • Hoch empfindliche Oberflächen mit lokalisierte plasmonischen Strukturen für Biosensorik und Photokatalyse 

Das breite Anwendungsspektrum der Arbeitsgruppe Halbleiter-Nanostrukturen adressiert insbesondere Fragestellungen im Bereich der (Bio)Sensorik, erneuerbare Energie und Medizin.

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