Graphen und Kohlenstoff-Nanoröhrchen: Grundlagen und Anwendungen

23. Februar 2018, 9:00 bis 17:00 Uhr

Empa, Dübendorf, AKADEMIE

ZIEL UND AUFBAU

Reiner Kohlenstoff in seiner planaren, das heisst graphitischen, Bindungsform bildet heute die Basis einer ganzen Reihe von Nanostrukturen: den Fullerenen (0- dimensionalen, sphärischen Käfigmolekülen); den Kohlenstoff-Nanoröchrchen (1-dimensionalen Hohlzylindern, die aus einer oder mehreren konzentrischen Kohlenstofflagen bestehen) und Graphen (2-dimensionale Kohlenstoffschicht, deren Dicke nur ein Atom beträgt). Alle drei dieser Nanostrukturen haben im Verlauf der letzten 25 Jahre grösstes Interesse der Grundlagenforschung, aber auch bezüglich technologischer Anwendungen auf sich gezogen. Dieses Interesse begründet sich durch ihre ausserordentlichen strukturellen, mechanischen, thermischen, elektronischen und optischen Eigenschaften. Während Kohlenstoff-Nanoröhrchen schon heute in zahlreichen kommerziellen Anwendungen Verwendung finden, steht graphenbasierten Produkten eine breite kommerzielle Markteinführung noch bevor. Ziel dieses eintägigen Kurses ist es, in einem ersten Teil eine Einführung in die physikalischen Eigenschaften, sowie in die Herstellungs- und Charakterisierungsverfahren dieser ausserordentlichen Nanomaterialien zu geben. Der zweite Teil ist den technologischen Anwendungen gewidmet. Auf der Basis von zahlreichen Beispielen werden die enormen Möglichkeiten, aber auch die Herausforderungen aufgezeigt, die sich bei einer Verwendung von Graphen und Kohlenstoff-Nanoröhrchen in technologisch wie kommerziell erfolgreichen Anwendungen stellen.

 

ZIELPUBLIKUM

Der Kurs richtet sich an Personen aus dem Forschungsund Entwicklungsbereich von Firmen und Instituten, die auf dem Gebiet der Mikro- und Nanotechnik tätig sind.

 

KURSINHALT

 – Grundlagen: Strukturelle und physikalische Eigenschaften von Graphen und Kohlenstoff-Nanoröhrchen sowie ihre Relation zu anderen Kohlenstoffallotropen; Synthese und Charakterisierung; Defekte und Materialqualität; chemische Funktionalisierung und Prozessierung.

 

REFERENTEN

Dr. Oliver Gröning

Stellv. Abteilungs- und Forschungsgruppenleiter in der Abteilung nanotech@surfaces der Empa. Oliver Gröning erhielt sein Diplom in Experimentalphysik und seinen Doktortitel an der Universität Fribourg in den Jahren 1994 und 1999 im Besondern zu Arbeiten der Elektronenemission von Kohlenstoff-Nanostrukturen. Im Jahr 2001 wechselte er an die Empa, um an Industrieprojekten (Motorola, SONY, COMET AG) im Bereich Kohlenstoff-Elektronenemitter zu arbeiten und sich am Aufbau der neuen Abteilung nanotech@surfaces zu beteiligen. Diese wissenschaftlichen Tätigkeitsgebiete von Dr. Gröning beinhalten die elektronischen Eigenschaften von Kohlenstoff-Nanostrukturen, funktionale Oberflä- chen, molekulare Selbstorganisation, sowie die Oberflächen- und elektronischen Eigenschaften von Quasikristallen und intermetallischen Verbindungen.

 

Dr. Pascal Ruffieux

Forschungsgruppenleiter in der Abteilung nanotech@surfaces der Empa. Pascal Ruffieux doktorierte auf dem Gebiete der Experimentalphysik mit Untersuchung zur Adsorption von Wasserstoff auf Graphit und Kohlenstoff-Nanostrukturen. Im Jahr seines Abschlusses 2002 wechselte er an die Empa, um die Wechselwirkungen von molekularen Adsorbaten auf nanostrukturierten Oberflächen mittels Raster-Tunnelelektronen-Mikroskopie zu untersuchen. Seine wissenschaftlichen Arbeiten befassen sich mit der präzise kontrollierten chemischen Synthese von Graphen-Nanostrukturen an Oberflächen. Sein Forschungsteam konzentriert sich zurzeit auf die elektronische und optische Charakterisierung von Graphen-Nanobändern sowie auf die Erforschung von oberflächenunterstützten Reaktionen zur Herstellung einer breiten Palette von neuartigen graphenbasierten Nanostrukturen.

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