Erprobung von post-synthetischen Beschichtungsverfahren in der Flüssigphase zur Herstellung partikulärer AZO-Dünnfilme

  • Forschungsthema:Experimentelle Arbeit
  • Typ:Masterarbeit
  • Datum:abgeschlossen
  • Betreuer:

    M.Sc. Julian Ungerer

- Experimentelle Arbeit -

Motivation:

Um optimale Anwendungseigenschaften von funktionalen Dünnfilmen aus AZO-Nanokristallen, wie elektr. Leitfähigkeit oder optische Dichte, zu erzielen, ist ein umfassendes Verständnis über die Einstellbarkeit partikulärer Schichtparameter während eines post-synthetischen Beschichtungsprozesses für die Erzeugung einer homogenen Partikelbelegung zwingend erforderlich. 

Aus Vorarbeiten konnten das Kristallwachstum von AZO während der Herstellung bereits umfangreich charakterisiert und grundlegende Erfahrungen über den anschließenden Stabilisierungsprozess gesammelt werden, sodass nun eine Übertragung der hierbei gewonnenen Erkenntnisse auf den Beschichtungsprozess erfolgen soll.

  

Ziel der Arbeit:

Im Rahmen der hier ausgeschriebenen Abschlussarbeit sollen verschiedene post-synthetische Beschichtungsverfahren in der Flüssigphase, wie z.B. Drop-Casting, Spin- oder Dip-Coating für die Herstellung partikulärer Dünnschichten aus AZO-Nanokristall Dispersionen erprobt werden. Hierbei sollen insbesondere die Beschichtungsparameter der jeweiligen Verfahren, wie z.B. die Dip- oder Spin-Geschwindigkeit, das Probe-Aufgabevolumen, etc. einander gegenübergestellt und hinsichtlich ihrer grundsätzlichen Eignung zur Schichtherstellung systematisch bewertet werden. Außerdem sind Abhängigkeiten zwischen den Beschichtungsparametern und den einstellbaren Schichtparametern, wie z.B. Schichtdicke, Belegungsdichte, Schichthomogenität, Aggregation etc., zu untersuchen. Dabei spielen vor allem die Auswahl und Vorbehandlung geeigneter Substrate, die Partikelkonzentration sowie die Stabilitätseigenschaften der Ausgangsdispersion eine große Rolle. Hierzu sollen die bereits vorhandene Erkenntnisse aus den Synthese- und Stabilisierungsprozessen aus vorausgegangenen Abschlussarbeiten in die Auswertung miteinbezogen werden, sodass der Beschichtungsprozess abschließend in die Gesamtprozesskette (Synthese->Stabilisierung->Beschichtung) integriert werden kann.

Neben experimentellen Arbeiten können auch theoretische Zusammenhänge zwischen den Beschichtungsverfahren untersucht werden, um Rückschlüsse auf erzielbare Nassfilmeigenschaften zu erhalten, die wiederum in Zusammenhang mit den experimentell untersuchten Trockenfilmeigenschaften gebracht werden könnten.

Für die messtechnische Untersuchung im Rahmen der Beschichtungsprozesse stehen verschiedene bildgebende Methoden, wie die Rasterelektronenmikroskopie (REM), die Lichtmikroskopie (LM) und ein μ -CT zur Verfügung. Zudem können Messtechniken ann auch die Röntgenstreuung unter Verwendung der institutseigenen Laborkamera XEUSS XOOM 2.0 herangezanderer Arbeitsgruppen, wie die Profilometrie der Gruppe Schabel (TFT) , Weißlichtinterferometrie (WI) und Rasterkraftmikroskopie (AFM) der Gruppe Colsmann (LTI) zur Bestimmung von Schichteigenschaften genutzt werden. Für Validierungszwecke kogen werden.

Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf experimentellen Untersuchungen und kann ggf. mit theoretischen Studien erweitert werden. Art und Umfang der Arbeit können gerne auf individuelle Interessen und Studienschwerpunkte angepasst werden. Falls dieses Thema dein Interesse geweckt haben sollte, kannst du dir gerne auch meine bisherigen Publikationen anschauen. Weitere Details zur Aufgabenstellung und individuelle Fragen werde ich sehr gerne in einem persönlichen Gespräch, während einer Laborführung oder per E-Mail beantworten.

Wichtiger Hinweis: Wir sorgen stets für die Einhaltung aktueller Hygienevorschriften an unseren Arbeitsplätzen sowie Laboren, um einen reibungslosen Ablauf unserer Abschlussarbeiten zu gewährleisten.

 

Kontakt:          

                        M.Sc. Julian Ungerer

                        Tel.: 0721/608-44140

                        E-Mail: julian.ungerer∂kit.edu

                        Gebäude 30.48 (MZE), Raum 115 (1.OG)