Erforschung des Nanoreinraumes innerhalb SWCNT

Erforschung des Innenraumes von einwandigen Kohlenstoff Nanoröhrchen mit Hilfe von Raman Streuung und in situ Raster-Sondenspektroskopie. Einwandige Kohlenstoff Nanoröhrchen stellen neue Phasen des Kohlenstoffes mit einzigartigen elektronischen und mechanischen Eigenschaften dar. Auf Grund ihrer kleinen Ausdehnung in radialer Richtung und ihrer großen Länge in axialer Richtung ist die elektronische Struktur weitgehend eindimensional und zeigt immer wieder Phänomene der makroskopischen Quantisierung für transversale Wellenfunktionen. Bezüglich der mechanischen Eigenschaften sind die ausgezeichneten Eigenschaften des Graphites in der hexagonalen Ebene vollständig erhalten. In jüngster Zeit wurde dem Inneren der Nanoröhrchen zunehmend Aufmerksamkeit geschenkt. Dieser Bereich stellt einen gut abgeschirmten Nanoraum mit konkaver Begrenzung dar. Verschiedenen Fullerene aber auch andere Verbindungen wurden bereits erfolgreich in das Innere eingebracht und zeigten ungewöhnliche chemische Reaktionen, die außerhalb der Röhrchen nicht stattfinden. Während elektronischen und mechanische Eigenschaften der Nanoröhrchen ziemlich gut untersucht und verstanden sind, liegt derzeit noch sehr wenig Information über das Innere der Röhrchen vor. In diesem Projekt soll der hoch abgeschirmten Nanoreinraum innerhalb der Röhrchen durch Raman Spektroskopie und durch Rastersonden Mikroskopie und Rastertunnel Spektroskopie untersucht werden. Bei diesen Untersuchungen sollen in einem ersten Schritt der Prozess der Befüllung der Röhrchen und in einem zweiten Schritt chemische Reaktionen innerhalb der Röhrchen analysiert werden. Aus kürzlich von uns durchgeführten Raman Experimenten konnten wir zeigen, dass innerhalb der Röhrchen weitgehend defektfreies Material hergestellt werden kann. Besondere Aufmerksamkeit soll bei den Experimenten der Umwandlung eingeschlossener Fullerene in eine zweite konzentrische Röhre mit kleinem Durchmesser geschenkt werden. In dem einzusetzenden Rastersonden Mikroskop wird es möglich sein, solche Transformationen in situ zu beobachten und damit Details des Transformationsprozesses zu erforschen. Für die vorgeschlagene Forschungsarbeit sollen Experimente sowohl an Matten oder Bündeln von befüllten Fullerenen als auch an einzelnen befüllten Röhrchen durchgeführt werden.