Anisotroper Ladungstransport in Nanokristallübergittern

01.07.2021 bis 30.06.2022

Graphen, Schwarzer Phosphor oder Übergangsmetalldichalkogenide – all diesen Materialien ist gemeinsam, dass der Transport von Ladungsträgern durch Einkristalle dieser Verbindungen abhängig ist von der Kristallorientierung zum angelegten elektrischen Feld. Verantwortlich dafür ist die besondere Struktur and Anordnung der Atome, die solche Transportanisotropie hervorrufen. Transportanisotropie hat weitreichende Auswirkungen auf die optoelektronischen Eigenschaften von elektrischen Leitern mit potenziellen Anwendungen in der Detektion von polarisiertem Licht oder auf dem Gebiet der valleytronics.
Kolloidale Halbleiternanokristalle werden oft als künstliche Atome bezeichnet, weil ihre mittlerweile synthetisch zugängliche enge Größenverteilung kristalline Anordnungen in dichtesten Kugelpackungen ermöglicht, und die diskreten elektronischen Zustände denen in Atomen ähneln. Kristalline Anordnungen von Nanokristallen, sogenannte Übergitter, mit makroskopischer Ausdehnung sind seit 25 Jahren bekannt, doch erst seit kurzem ist es durch eine geeignete Oberflächenchemie gelungen, nennenswerte elektrische Leitfähigkeiten in solchen Übergittern zu erreichen. Dies ermöglicht die Erforschung der Frage, ob und unter welchen Bedingungen Transportanisotropie in Nanokristallübergittern vorliegt, und wie diese gezielt eingestellt werden kann.
Dieses Projekt hat zum Ziel, zum ersten Mal Transportanisotropie in leitfähigen Übergittern aus PbS Nanokristallen nachzuweisen und grundlegende Synthesestrategien für weitere Übergitter mit richtungsabhängigem Ladungstransport aufzustellen.