FORCARBON

BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND FüR WERKSTOFFE AUF DER BASIS VON KOHLENSTOFF

III. 4 Chemische und strukturelle Charakterisierung von funktionalisierten und nicht funktionalisierten Kohlenstoff Nanoröhren

Arbeitsfeld:

Nanotubes (NTs) sind eine Modifikation des Kohlenstoffs, die einige herausragende mechanische Eigenschaften wie extrem hohe Elastizität und Zugfestigkeit aufweisen. Abhängig von ihrer Struktur kommen sie als metallische und halbleitende NTs vor. Sie stellen daher ein aussichtsreiches Material für eine Nanoelektronik dar. Allerdings kann dieses Potenzial oft nicht mit NTs in reiner Form realisiert werden; sie bedürfen der Modifizierung durch chemische Gruppen, die ihnen zusätzliche Funktionalitäten wie Löslichkeit und die Eigenschaft verleihen, geordnete Arrays auf geeignet präparierten Substraten zu bilden. Mithilfe spektroskopischer und raster-sondenmikroskopischer Methoden soll der Grad der Funktionalisierung und der Ort des Angriffs funktionalisierender Gruppen an Single-Wall Carbon Nanotubes (SWNTs) aufgeklärt werden. Als spektroskopische Methode kommt die Photoelektronenspektroskopie zum Einsatz, die eine Quantifizierung der chemischen Zusammensetzung des Ausgangsmaterials und der funktionalisierten NTs im Promillebereich erlaubt. Über die sogenannte chemische Verschiebung ist darüber hinaus eine detaillierte Aussage über die Art der chemischen Bindung innerhalb der funktionalisierenden Gruppen und zwischen NT und funktionalisierender Gruppe möglich. Der Ort der Funktionalisierung soll mit Rasterkraft- und Rastertunnelmikroskopie mit atomarer Auflösung bestimmt werden. Schließlich ist geplant, die für die Strukturierung funktionalisierter NT-Arrays entscheidende Wechselwirkung zwischen NT und Substrat ortsaufgelöst an einzelnen, unterschiedlich funktionalisierten NTs mit der lateralen Rasterkraftmikroskopie zu erforschen. Mit diesen Methoden wollen wir darüber hinaus Partnern innerhalb des Forschungsverbundes und der Industrie belastbare Daten zur chemischen Modifikation von Nanotubes zu Verfügung stellen, die sonst mit keiner anderen Methodenkombination erreichbar sind.