Klinke, C.

Yn ei grŵp, ymchwilir i ffenomenau sy'n datblygu mewn defnyddiau cyflwr solid newydd gyda dimensiynau yn yr ystod nanomedr. Cynhyrchir deunyddiau o'r fath trwy synthesis coloidaidd, dyddodiad anwedd cemegol, a lithograffeg pelydr electron. Fel arfer byddant yn cael eu nodweddu gan gyfrwng mesuriadau cludo optoelectroneg, dulliau sbectrosgopig, a microsgopeg electronau. Mae ganddo ddiddordeb arbennig mewn priodweddau trydanol nanoddefnyddiau coloidaidd, nanotiwbiau carbon, a chyfansoddion.

Gan ddefnyddio'r strwythurau hyn, byddwn yn datblygu mathau newydd o strwythurau dyfeisiau, megis blocâd Coulomb a thransistorau seiliedig ar wella meysydd. Yn ddiweddar, gwnaethom ddangos y posibilrwydd i syntheseiddio, mewn dull rheoledig, nanostrwythurau coloidaidd dau ddimensiwn go iawn. Byddwn yn ymchwilio i'w mecanweithiau ffurfio, yn syntheseiddio defnyddiau pellach fel “nanoddalennau”, yn datblygu methodolegau i diwnio eu priodweddau geometregol, ac yn astudio priodweddau (ffoto-) drydanol nanoddalennau unigol. Ar ben hynny, byddwn yn defnyddio'r dull Langmuir-Blodgett i ddyddodi unhaenau trefnus iawn o nanoronynnau monowasgariad. Mae strwythurau o'r fath yn dangos nodweddion cludo diddorol sy'n cael eu llywodraethu gan effeithiau blocâd Coulomb sy'n hysbys o nanoronynnau unigol. Mae hyn yn arwain at ymddygiad tebyg i led-ddargludyddion mewn ffilmiau nanoronynnau metel. Mae'r ddealltwriaeth o'r cludiant trydanol mewn “dyfeisiau aml-dwnnel” o'r fath yn gyfyngedig iawn o hyd. Felly, byddwn yn ymchwilio i'r cysyniad hwn yn fanwl ac yn mynd ag ef i'r pen. Heblaw am wella ansawdd a chyfnewid defnyddiau byddwn yn tiwnio maint a siâp y nanoronynnau er mwyn cael dealltwriaeth ddyfnach o briodweddau trydanol cydosodiadau uwch-grisialograffig. Ar ben hynny, byddwn yn datblygu cysyniadau dyfeisiau ar gyfer strwythurau deuodau a thransistor sy'n ystyried priodweddau newydd y cydosodiadau dimensiwn isel. Mae nanoddalennau ac unhaenau o nanoronynnau yn dilyn yr egwyddor o adeiladu dyfeisiau trwy'r dull o'r bôn i’r brig ac yn caniatáu mesuriadau cludo trydanol mewn cyfundrefn 2D. Mae systemau nanoddefnydd hynod drefnus yn meddu ar briodweddau electronig dibynadwy a hawdd eu trin, sy’n eu gwneud yn ddiddorol ar gyfer dyfeisiau electronig (rhad) yn y dyfodol. Yn seiliedig ar ein profiadau a'n hymchwiliadau ni a’r dull ffisegol-gemegol integredig gydag arbenigeddau gwahanol, byddwn yn ymchwilio i'r mecanweithiau cludo trydanol mewn uwch-strwythurau nanoronynnau modern.

Nanostrwythurau coloidaidd dau ddimensiwn

O ran cymwysiadau ffotofoltaidd rhad, perfformiad uchel, rydym yn ymchwilio i synthesis a pherfformiad opto-drydanol nanoddefnyddiau dau ddimensiwn, fel nanoddalennau sylffid plwm coloidaidd. Mae gennym ddiddordeb mewn tiwnio eu geometreg (estyniadau ochrol ac uchder). Mae tiwnio'r uchder yn caniatáu trin y bwlch band gwirioneddol, sy'n golygu y bydd yn bosibl addasu'r bwlch band i ofyniad y cymhwysiad targed. Rydym yn nodweddu'r strwythurau fel eitemau unigol neu ffilmiau tenau.

Cludiant trydanol trwy ffilmiau tenau o nanoronynnau

Defnyddir technegau gwahanol fel Langmuir-Blodgett a sbinaraenu er mwyn dyddodi ffilmiau tenau o nanoronynnau monowasgar ar strwythurau electrod a ddiffinnir gan lithograffeg pelydr electron. Gallwn gynhyrchu ffilmiau unhaen neu amlhaen gan ddefnyddio nanoronynnau metelaidd neu led-ddargludol. Er mwyn nodweddu ffilmiau o'r fath, rydym yn gwneud mesuriadau cludo trydanol. Fel arfer, maent yn dangos nodweddion aflinol yn dibynnu ar y tymheredd. Gellir defnyddio ffilmiau o'r fath fel synwyryddion cemegol neu ar gyfer dyfeisiau electronig rhad.

Atodi nanoronynnau anorganig wrth nanodiwbiau carbon

Mae cymwysiadau newydd mewn nanodechnoleg yn dibynnu ar ddyluniad nanobensaernïaeth wedi'i theilwra. At y diben hwn, ymchwilir yn ddwys i nanoronynnau a nanodiwbiau carbon. Rydym yn astudio synthesis nanoronynnau anorganig drwy synthesis coloidaidd a'u cysylltiad â nanodiwbiau carbon. Rydym yn ymchwilio i briodweddau cemegol ac electronig strwythurau cyfansawdd o'r fath, gan eu bod o bosibl yn ddiddorol ar gyfer eu defnyddio mewn ffotoganfodyddion, celloedd solar a chelloedd tanwydd.

Cludiant trydanol trwy nanostrwythurau unigol

Rydym yn syntheseiddio nanostrwythurau anorganig trwy synthesis coloidaidd neu ddyddodiad anwedd cemegol. Er enghraifft, cynhyrchwyd nanostrwythurau siâp nodwydd gyda phen In a chynffon InP gyda hyd o sawl micrometr mewn synthesis un pot. Oherwydd eu dyluniad penodol, mae nanonodwyddau In / InP yn addas i'w defnyddio fel transistorau Schottky parod. Ar ben hynny, rydym yn ymchwilio i addasu priodweddau electronig transistorau carbon seiliedig ar nanodiwbiau.

Electroneg nanodiwbiau carbon

Rydym yn ymchwilio i gludiant electronig mewn transistorau effaith maes nanotiwbiau carbon a dylanwad arsugnynnau organig ac anorganig. Ar y naill law gallai arsugnynnau o'r fath fod yn ddeilliadau tetrathiafulvalene wedi'u teilwra sy'n glynu wrth y nanotiwb yn debyg i binsiwrn. Ar y llaw arall, rydym yn ymchwilio i drosglwyddiad gwefr wrth arsugno nanoronynnau anorganig. Mae'r strwythurau hynny'n ddiddorol o ran synwyryddion a chelloedd solar.

• Athro llawn, Prifysgol Rostock, Yr Almaen

  2019 - Presennol