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Template-assisted synthesis and characterisation of quasi-one-dimensional ceramic nanomaterials

Pashchanka, Mikhail :
Template-assisted synthesis and characterisation of quasi-one-dimensional ceramic nanomaterials.
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2010)

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Dissertation von Mikhail Pashchanka aus Minsk, Belarus - PDF
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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Template-assisted synthesis and characterisation of quasi-one-dimensional ceramic nanomaterials
Language: English
Abstract:

The major results of the present work are the template-assisted (porous alumina or polycarbonate) manufacturing of nanowires, nanorods or nanotubes with tailored dimensions, composition, and physical-chemical properties, as well as optimisation of routine producing of alumina templates with the nanochannels open through from both ends. A successful attempt to alter the geometry of silicon-based ceramic nanowires by means of anodic alumina pore size tailoring has been made. However, diverse optical, spectral and structural characterization methods confirm the active participation of the alumina matrix in reactions with the Si-based pre-ceramic precursors (KiON Ceraset polyureasilazane and polycarbosilane SP Matrix Polymer) within the nanochannels and the influence on the chemical composition of the nanostructures synthesized therein. Solutions of the oximato precursor complexes of Zn, Mn, Mg, Cu, In can be successfully used for the synthesis of polycrystalline one-dimensional oxidic structures via the impregnation into polymeric templates and thermal treatment. Sensors tests showed the superior performance of indium oxide nanotubes to that of the unformed spherical particles, synthesised from the same parent material. Plain and Mn-doped ZnO nanorods were synthesized at a low temperature around 160-180 °C. This prevents phase separation and favours uniform distribution of Mn ions in the ZnO lattice. The novel approach to the synthesis of Cu-doped ZnO resulted in homogeneously distributed copper ions in ZnO matrix. The analysis methods point to the oxidation state +II, the photoluminescent spectra show systematic narrowing of the band gap with the Cu-doping concentration increase.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Die Hauptergebnisse der vorliegenden Arbeit sind die Optimierung der Herstellung von Q1D-Materialien definierter Größe, Zusammensetzung und physikalisch-chemischen Eigenschaften sowie die Herstellung der PAOX-Template mit beidseitig geöffneten Nanokanälen. Auch konnten die Grenzen dieser Herangehensweise, bezüglich der Zusammensetzung der Template und Q1D-Produkte, gezeigt werden. Zn, Mn, Mg, Cu, In Oximat-Precursor-Lösungen können erfolgreich für die Synthese von polykristallinen Q1D Strukturen, via Imprägnierung polymerer Template, genutzt werden. In Sensortests zeigten sich die Indiumoxid Nanoröhren den entsprechenden Pulvern als überlegen und sind somit ein vielversprechendes Material für Gassensoren. Reine, sowie Mn-dotierte, ZnO-Nanostäbe wurden bei niedrigen Temperaturen (160-180°C) synthetisiert. Ein neuartiger Syntheseweg für Cu-dotiertes ZnO resultierte in einer homogenen Verteilung der Cu-Ionen in der ZnO-Matrix. Die Analysen deuten auf Cu in der Oxidationsstufe (+2) hin; die Photoluminiszensspektren zeigen eine systematische Verengung der Bandlücke mit zunehmenden Cu-Gehalt.German
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Divisions: Fachbereich Chemie > Anorganische Chemie
Date Deposited: 03 Aug 2010 09:15
Last Modified: 07 Dec 2012 11:58
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-22474
License: Creative Commons: Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 3.0
Referees: Schneider, Prof. Dr. J.J. and Riedel, Prof. Dr. R.
Refereed: 12 July 2010
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/2247
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