Arbeitsgruppe Boldt

Nanoscience

Die Eigenschaften aller Nanomaterialien werden von deren Grenzflächen bestimmt. Wir entwickeln definierte Übergänge zwischen zwei Nanomaterialien und untersuchen, wie sich Chemie und Ladungsträgerdynamik gegenseitig beeinflussen.
Dr. Klaus Boldt

Wenn man sich ein beliebiges, nanostrukturiertes Funktionsmaterial ansieht, so rühren dessen neuartige Effekte aus Wechselwirkungen mit einer Grenzfläche. Dies kann entweder die Partikeloberfläche sein, oder eine Grenzfläche zwischen zwei anorganischen Materialien, die zu spannenden Eigenschaften führt, welche keines der einzelnen Materialien hat. Es ist die Natur dieser Grenzfläche, z.B. ein scharfer oder gradueller Übergang zwischen zwei Halbleitern, die das Verhalten von Ladungsträgern bestimmt, und damit die Leistung von Nanopartikel-basierten Solarzellen, Katalysatoren, Lasern, usw.

Die Arbeitsgruppe Boldt unternimmt einen interdisziplinären Ansatz, indem sie Dynamiken auf verschiedenen Zeitskalen betrachtet. Auf der einen Seite wird die Chemie der Bildung von Nanokristallen entwickelt, insbesondere die Entstehung von Anisotropie, selektives Wachstum und der Bildung von Materialgradienten. Auf der anderen Seite werden Ladungsträgerdynamiken an den Grenzflächen betrachtet, sowie Ansätze, diese zu kontrollieren erforscht. “Das Ziel ist das Design zunehmend komplexer Nanostrukturen, die eine einzelne, gewünschte Funktion erfüllen.”, erklärt Dr. Klaus Boldt. “Hierzu müssen wir alle Größenordnungen und Zeitskalen im Auge behalten. Wenn wir z.B. eine Nanopartikel-basierte Solarzelle bauen wollen, müssen wir die Bewegung angeregter Elektronen kontrollieren, die Migration von Ionen im Nanokristall, sowie die Interaktion von Nanopartikeln miteinander. Hierzu kombinieren wir kolloidale Synthese mit bildgebenden und spektroskopischen Methoden.”

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