Optisch gesteuertes Wachstum von Nanoröhren und Nanodrähten

Kohlenstoff-Nanoröhren (CNTs) und Silizium Nanodrähte (SiNWs) stellen zwei Klassen von Nanomaterialen dar, die zukünftig eine große Rolle in Nanowissenschaft und -technologie spielen könnten. Durch ihre wohl definierten Strukturen eignen sie sich optimal für grundlegende physikalische Studien auf der Nanoskala. Zusätzlich sind ihre einzigartigen mechanischen, elektrischen und optischen Eigenschaften äußerst viel versprechend hinzüglich zukünftiger Anwendungen. Allerdings stellt die kontrollierte Synthese sowie die genaue Platzierung und Orientierung auf Substraten heute noch eine große Schwierigkeit dar. Optisch gesteuertes Wachstum könnte eine Lösung für dieses Problem sein und wird daher im Rahmen dieses Projektes untersucht. Dabei werden Metallnanopartikel als Nano-Katalysatoren für das Wachstum von CNTs und SiNWs verwendet. Durch Erhitzen der Nanopartikel mittels selektiver Laserabsorption und Anregung teilchen-spezifischer Plasmonen wird eine räumlich und zeitlich genaue Kontrolle des Wachstums ermöglicht. Dieses Verfahren ist den Standard-Techniken, bei denen die gesamte Probe geheizt wird, weit überlegen. Zusätzlich eröffnen die Laser-Parameter (Wellenlänge, Leistung, Polarisation, etc.) neue Wege zur Kontrolle des Wachstums. Hauptziel dieses Projektes ist, die Möglichkeiten des optisch gesteuerten Wachstums insbesondere bezüglich Wachstumsrichtung und, im Fall von CNTs auch der Chiralität, zu untersuchen.