Metal nanoparticle formation by laser ablation in liquids

Die Synthese von Nanomaterialien ist heuzutage eines der am intensivsten erforschten Felder in der Wissenschaft. Nanopartikel als Pulver oder Kolloide sind von besonderem Interesse z.B. aufgrund der Applikation als hervorragende Katalysatoren, Sensoren oder Magnete. Unter den technisch relevanten Generierungsmethoden prsentiert der Laserabtrag in Flssigkeiten den Vorteil einer hohen Flexibilitt in Bezug auf die Materialvielfalt mit einem verhltnismig einfach handhabbaren Verfahren. Metall-, Metalloxid- oder Keramik-Nanopartikel in organischen oder anorganischen Medien wurden in weltweit verteilten Laboren erzeugt. Da es sich um eine relativ neue Technik handelt, sind die Entstehungsmechanismen und wichtigsten Einflussgren noch unklar und umstritten. Im Rahmen dieser Arbeit wurden der Bildungsmechanismus der Metall-Nanopartikel in Flssigkeiten durch Laserabtrag in Flssigkeiten mit dem Ziel einer optimalen Verfahrensvariante sowie die Prozesskontrolle zur Herstellung von Nanopartikeln untersucht. Nach einem Rckblick auf die physikalischen Eigenschaften der Ausbreitung und Fokussierung von ultrakurzen Laserpulsen in Flssigkeiten und die Bedeutung der Laser-induzierten Fragmentierung wird der Einfluss der Repetitionsrate auf die resultierende Partikelgrenverteilung analysiert und dargestellt. Die physikalischen Eigenschaften der Flssigkeit infolge der Temperaturnderungen werden von der ersten Phase der Keimbildung in laserinduzierten Kavitationsblasen diskutiert. Anschlieend wird die Wachstumskinetik in der Flssigkeit durch Koaleszenz von Plasmon-Spektroskopie bestimmt. Schlielich wird die Anwendung des hochreinen und polydispersen Kolloides fr die elektrophoretische Abscheidung gezeigt.