Dresden 2017 – wissenschaftliches Programm

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O: Fachverband Oberflächenphysik

O 52: Nanostructures at Surfaces: Dots, Particles, Clusters

O 52.3: Poster

Dienstag, 21. März 2017, 18:30–20:30, P1C

Optische und elektronische Eigenschaften wasserabgesättigter Rutil-Nanopartikel — •Walter Pfäffle — Institute of Physical Chemistry University of Hamburg

Halbleitende Metalloxide in Form von Nanokristallen oder Nanopartikel sind in letzter Zeit unverzichtbar für viele Anwendungen geworden. Mit einer Bandlücke von 3,23 eV für Anatas und 3,0 eV für Rutil ist Titandioxid ein halbleitendes Metalloxid, das insbesondere in Verbindung mit photoktalytischer Wasserspaltung immer häufiger untersucht wird und industriell von großer Bedeutung ist. Man kann sich die Partikel in der Theorie so zurecht bauen, dass sie die gewünschten optischen und elektronischen Eigenschaften besitzen. Der quantum-size Effekt besagt, dass kleine halbleitende Partikel verschiedene Absorptionseigenschaften haben. Wenn also der Radius des Elektron-Loch-Paars größer wird, als die Größe des Partikels verbreitert sich die Bandlücke. Wasser abgesättigte Rutil Nanopartikel werden zunehmend im Hinblick auf ihre photokatalytische Wasserspaltung und elektronische *Fallen* Zustände untersucht. Es wurden in dieser Arbeit strukturelle, optische und elektronische Eigenschaften von verschiedenen mit Wasser abgesättigten Rutil Nanopartikeln mit verschiedenen Methoden berechnet und diese mit dem Festkörper, dessen Oberflächen und nicht abgesättigten Partikeln verglichen. Insbesondere wird auf die Berechnung der absoluten Orbitallagen und die Visualisierung der Grenzorbitale Wert gelegt, da sie für photokatalytische Wasserspaltung von großem Interesse sind. Dabei benutzte ich zur Strukturoptimierung, dass semi empirische Programm MSINDO , GPAW und CRYSTAL.