Zeitaufgeloste Messungen an CdSe Nanopartikeln
b'Mit den Mitteln der Infrarotspektroskopie\\nwurde der Einfluss der organischen\\nH\\xfclle auf Struktur und Dynamik von CdSe Nanopartikeln untersucht. Zun\\xe4chst\\nwurde ein Verfahren entwickelt, das es erm\\xf6glicht, aus dem statischen\\nInfrarotspektrum Informationen \\xfcber die Qualit\\xe4t der organischen H\\xfclle und das\\nBindungsverhalten der Liganden zu gewinnen. An qualitativ hochwertigen und gut\\ncharakterisierten Proben wurde anschlie\\xdfend die Dynamik des niederenergetischsten Elektronenniveaus 1S nach optischer Anregung im Sichtbaren zeitaufgel\\xf6st gemessen. Als Referenz diente CdSe TOPO, das durch\\nProben mit den Liganden Octanthiol, Octans\\xe4ure, Octylamin, Naphthoquinon,\\nBenzoquinon und Pyridin erg\\xe4nzt wurde. Die untersuchten Nanopartikel hatten einen Durchmesser von 4.86 nm. Mit Hilfe des Anreg-Abtast- oder Pump-Probe-Verfahrens wurden zun\\xe4chst Messungen im Pikosekundenbereich durchgef\\xfchrt. Die Anregungswellenl\\xe4ngen wurden dabei spektral eingeschr\\xe4nkt und so gew\\xe4hlt, dass selektiv die \\xdcberg\\xe4nge 1S-1S und 1P-1P, nicht aber der dazwischenliegende 2S-1S-\\xdcbergang, angeregt wurden. Die Anregungsintensit\\xe4ten wurden bewusst so niedrig gehalten, dass die Anregung mehrerer Exzitonen in einem Kristall vermieden werden konnte. Die Abtastwellenl\\xe4nge im Infraroten entsprach der Energiedifferenz zwischen den Elektronenniveaus 1S und 1P. Die Transienten im Pikosekundenbereich zeichnen sich durch einen steilen Anstieg des Signals aus, auf den ein multiexponentieller Zerfall folgt. \\nDer Anstieg, der die Bev\\xf6lkerung des angeregten Zustands widerspiegelt, ist\\nunabh\\xe4ngig von der Wahl der Liganden. Der Einfluss der organischen H\\xfclle wird\\nerst in den unterschiedlichen Zerfallszeiten der angeregten Elektronenniveaus\\nsichtbar. Der Zerfall des Messsignals von CdSe TOPO l\\xe4sst sich n\\xe4herungsweise\\nmit drei Zeitkonstanten beschreiben: eine Zerfallszeit im fr\\xfchen Pikosekundenbereich, eine Zeitkonstante um die hundert Pikosekunden und eine Zeitkonstante bei einigen Nanosekunden. Bei ansteigender Abtastwellenl\\xe4nge werden die Zerfallszeiten l\\xe4nger. Durch gezielte Anregung des 1S-1S und des 1P-1P-\\xdcbergangs konnte der Zerfall des 1P-Zustands in den energetisch g\\xfcnstigeren\\n1S-Zustand beoachtet werden, der im verz\\xf6gerten Anstieg des Messsignals\\nbei Anregung des 1P-1P-\\xdcbergangs sichtbar wird. Dem \\xdcbergang zwischen den Elektronenniveaus 1P und 1S konnte eine Zeitkonstante von ca. 190 fs zugewiesen werden, die nicht von der Wahl der organischen H\\xfclle beeinflusst wird. \\nNanopartikel mit den Liganden TOPO, Pyridin und Octanthiol zeigen auch nach 3 ns noch ein gut sichtbares Messsignal. An diesen Proben wurden Messungen im Nanosekundenbereich durchgef\\xfchrt. Auch hier ist der Einfluss der organischen H\\xfclle auf die Dynamik der Nanopartikelprobe deutlich zu erkennen. Mit der Kombination beider Messreihen konnte erstmals ein Zeitbereich abgedeckt werden, der sich von einigen hundert Femtosekunden bis in den Mikrosekundenbereich hinein erstreckt.'