Synthese und Charakterisierung von lumineszierenden, funktionalisierten Silizium-Nanostrukturen für optoelektronische und medizinische Anwendungen

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2015-07-27
Issue Year
2015
Authors
Wegmann, Marc
Editor
Abstract

In this work different wet-chemical synthesis methods are compared and evaluated for their feasibility with surface stabilizing substances. For this, synthesis techniques of RD Tilley et al., Singh et al., Einarsrud et al., Bley et al. and a new developed synthetic method are used. In addition, the functionalization of the particles is explored to obtain the luminescence or optimized for the use in cell experiments. The functionalized or oxidized SiNP are characterized by photoluminescence, FTIR, transient absorption spectroscopy and high-resolution transmission electron microscopy. To purify the synthesis product, a nanofiltration apparatus is designed and optimized for different applications. The silicon nanoparticles are tested for their toxicity and ROS production and their settlement in different cell types. Another objective of this thesis is, to use the SiNP in LEDs.

Abstract

In dieser Arbeit werden unterschiedliche nasschemische Synthesemethoden verglichen und auf ihre weitere Umsetzbarkeit mit Oberflächen-stabilisierenden Substanzen untersucht. Dafür werden Synthese-Techniken von R. D. Tilley et al., Singh et al., Einarsrud et al., Bley et al. und einer hier entwickelten Synthesemethode dargestellt. Zudem wird die Funktionalisierbarkeit der Partikel zum Erhalten der Lumineszenz oder zur Anwendung in Zellversuchen erforscht und optimiert. Die funktionalisierten oder oxidierten SiNP werden mittels Photolumineszenz-, FTIR-, transienten Absorptionsspektroskopie und hochaufgelöster Transmissionselektronenmikroskopie charakterisiert. Zur Aufbereitung der Syntheseprodukte wird eine Nanofiltrationsapparatur entwickelt und für unterschiedliche Anwendungen optimiert. Die Silizium Nanopartikel werden auf ihre Toxizität und ROS-Produktion sowie ihre Ansiedlung in verschiedenen Zelltypen untersucht. Eine weitere Zielsetzung dieser Dissertation besteht im Einsatz der SiNP in Leuchtdioden.

DOI
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