Fachbereich Physik

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Abschlussarbeiten und Dissertationen

Bachelor- und Masterarbeiten

 Elektronische und magnetische Struktur von molekularen Einzelmagneten

Im Rahmen des molekularen Magnetismus werden Übergangsmetall- und Seltenerd-basierte metallo-organische Komplexe synthetisiert und hinsichtlich ihrer magnetischen und chemischen Eigenschaften untersucht. Ein Ziel ist die Realisierung von Einzelmolekülmagnetismus, d.h. der magnetische Zustand jedes einzelnen Moleküls soll separat kontrolliert und geschaltet werden können. Dies könnte zur Realisierung von Speichermedien mit sehr hoher Dichte führen.

Momentan befasst sich die Forschung mit grundlegenden Fragen, die Voraussetzungen für eine eventuelle zukünftige Anwendung von solchen Molekülen müssen noch erarbeitet werden. Dazu gehören insbesondere die Charakterisierung der magnetischen und chemischen Eigenschaften, wie z. B. die Bestimmung der Valenzzustände der einzelnen 3d- und 4f-Ionen in neuen Molekülen.

Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt dabei in der eingehenden Bestimmung von den chemischen Eigenschaften und der elektronischen Struktur von vielversprechenden neuen Kobalt- und Nickel-basierten molekularen Einzelmagneten. Dabei kommt hauptsächlich die Röntgenphoto-elektronenspektroskopie (XPS) zum Einsatz, welches zur Bestimmung von Valenzzuständen als auch der totalen Zustandsdichte (Valenzband) verwendet wird. Die Ergebnisse werden mit strukturellen und magnetischen Daten anderer Experimente, welche teils an Synchrotronstrahlungsquellen gewonnen werden, sowie theoretischen Ansätzen verglichen.

 

Chemische, elektronische und magnetische Eigenschaften von
kolloidalen Flourid-Nanokristallen

Selten-Erd basierte Nanopartikel vom Typ NaREF4 (RE=Seltenerdion) sind seit einigen Jahren Gegenstand internationaler Forschungsarbeiten aufgrund chemischer Stabiltität und speziellen optischen sowie magnetischen Eigenschaften. Deise machen sie für potentielle Anwendungen in den Bereichen multimodale biologische Bildgebung, Solarzellen und Displays interessant.

Um die Eigenschaften dieser Nanopartikel besser zu verstehen und sie somit weiter optimieren zu können, ist eine genaue Kenntnis der Valenzzustände der in den Partikeln vorhandenen Elemente zwingend notwendig. Dies geschieht mittels Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS). Mit dieser Technik wird auch das Valenz (besetzte Zustandsdichte) gemessen, welche Aufschlüsse über die elektronische Struktur nahe des Fermi-Niveaus zulässt. Diese sind z.B. für die optischen und magnetischen Eigenschaften der Partikel von Bedeutung.

Die Synthese und grundlegende strukturelle Analyse mittels Röntgendiffraktometrie und Transmissionselektronenmikroskopie wird in der Gruppe von Prof. M. Haase (Institut für Chemie neuer Materialien, Uni Osnabrück) durchgeführt. Weitergehende strukturelle und magnetische Daten werden teils in Kooperation mit externen Partnern, teils an Synchrotronstrahlungsquellen gewonnen.