LUCENT

Foto: Chris Hohmann (LMU)

Das Ziel von LUCENT ist ein strukturelles Verständnis von photoaktiven Nanopartikeln während der Synthese in Lösung. Zudem werden wenige nanometer-dünne Filme unter operando Bedingungen untersucht. Für das Erreichen dieser Ziele kombinieren wir definierte Synthesemethoden, die auf neuartigen chemischen, analytischen und theoretischen Konzepten basieren, mit einer verbesserten Röntgen-Strahlgeometrie von P07 und mit einer synchronisierten Datenerfassung. Wir erweitern die an P07 untersuchbaren Materialien um zwei wichtige Klassen: diskrete Hetero-Metall-Nanocluster und Perovskit-Nanopartikel. Die detaillierte Studie dieser Materialien erfordert zusätzliche Reaktionskontrolle während der Synthese, wie z.B. Injektion, Lichtpulse, die Gegenwart reaktiver Gase unter Druck im Reaktionsgefäß sowie die Möglichkeit zur Dosierung und Probenahme. Das Projekt konzentriert sich auf die komplexe Dynamik und Chemie von Metallclustern und Nanopartikeln, die als Schlüssel zur Steuerung von Stabilität, Reaktivität gilt und den
Elektronen- und Energietransport maßgeblich beeinflusst. Für diesen Zweck wird ein Reaktor entworfen und an P07 implementiert, der den apparativen Transfer von Experimenten im Reaktortopf hin zu Schlenk-Technik-Bedingungen vollzieht. Für die Nanofilme wurde bereits eine photo-elektrochemische Zelle entworfen, die sich für die Beobachtung der photokatalytischen Wasserspaltung eignet. Wir beabsichtigen, diese Methode nun auch auf technisch bedeutsame Multilagen-Filmstrukturen anzuwenden. Die operando-Experimente erfordern simultane Datenerfassung der involvierten SAXS- und TS-Röntgendetektoren. Wir haben bereits eine Echtzeit-Anzeige der aus den Rohdaten extrahierten SAXS- und TS-Daten eingerichtet. Nun soll diese Python-Umgebung auch die Zeit-Synchronisation der LED-Lichtquellen mit den beiden Röntgen-Detektoren herstellen, so dass schließlich zeitaufgelöste Messreihen während der Synthese oder Beleuchtung möglich sind. Dies erfordert hardware-seitige Lösungen.