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Dissertation angenommen durch: Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fachbereich Chemie, 2005-11-23
BetreuerIn: Prof. Dr. Christian Mayer , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fachbereich Chemie
GutachterIn: Prof. Dr. Christian Mayer , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fachbereich Chemie
GutachterIn: Prof. Dr. Karl Molt , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fachbereich Chemie
Schlüsselwörter in Englisch: phospholipid, FePt-nanoparticles, organic coating, self-assembly, multilayer, embedding, dewetting, two-dimensional lattice
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Abstrakt in Deutsch
Metallische Nanopartikel aus der Gasphase können nach ihrer Deposition in zweidimensionale Anordnungen organisch umhüllter Partikel überführt werden, wenn für die Partikeldeposition substratgetragene Phospholipid-Multischichten verwendet werden. Der Prozess der Partikelumhüllung und Selbstorganisation wird hierbei im Wesentlichen durch den Phasenzustand des Lipids während der Partikeldeposition und der sich anschließenden Nachbehandlung bestimmt. Hexagonale Partikelanordnungen von sehr hoher Symmetrie bilden sich aus, wenn Lipidmultischichten in der so genannten Zwischenphase mit FePt-Partikeln belegt und anschließend in ein homogenes Magnetfeld eingebracht werden, das senkrecht zur Schichtoberfläche orientiert ist.
Substratgetragene Phospholipid-Multischichten können in nur wenigen Arbeitsschritten über das so genannte Spin-Coating-Verfahren hergestellt werden. Werden als Substrate jedoch reine Siliziumwafer verwendet, so führt dies häufig zu Lipidschichten, die bereits unmittelbar nach der Beschichtung Defektstellen aufweisen, bei denen die Lipidschicht bis zur Waferoberfläche aufgerissen vorliegt. Umfangreiche Versuchsreihen mit verschiedenen Phospholipiden zeigen, dass diese Entnetzungseffekte insbesondere durch die chemische Struktur der Phospholipidkopfgruppe bestimmt werden. Durch die Verwendung von Substraten, deren Oberfläche zuvor mit einer polymerisierten Schicht des Phospholipids PC-DIYNE chemisch modifiziert wurde, können homogene Multischichten über ausgedehnte Bereiche hergestellt werden.
Abstrakt in Englisch
Metallic nanoparticles from the gas phase were deposited onto silicon substrates, which are pre-coated with multilayers of amphiphilic phospholipids. If the lateral molecular mobility of these lipid molecules is sufficiently high, a lipid monolayer is formed around individual nanoparticles. At the same time, the molecular mobility of the multilayer allows for self-assembly of the particles in regular two-dimensional arrangements. The inter-particle distance and the degree of order within the particle arrangements is found to depend strongly on the phase state of the lipid multilayer during the particle deposition as well as during the post-deposition annealing step. The implementation of a homogeneous magnetic field perpendicular to the multilayer results in hexagonal particle patterns of high symmetry.
Solid supported multilayers of various phospholipids were prepared by spin coating. Here, the use of silicon wafers as substrates often results in lipid multilayers, which already show defects immediately after the preparation step. Various experiments with different phospholipids show that the formation of these surface defects is primarily determined by the chemical structure of the lipid head group. Using substrates that were chemically modified with a polymerized layer of the phospholipid PC-Diyne, homogeneous multilayers of various phospholipids could be prepared.
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