Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät


    Institut für Physik


      Fachgebiet: Plasmaphysik

Betreuer: Dr. Volker Brüser

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** *Sandra* *Peglow*
(e-mail: sandra.peglow@inp-greifswald.de )

*/Photo-induced charge generation in mono- and bimetallic nanoparticles
deposited on titanium dioxide/*

Metal nanoparticles/TiO2 systems can generate photo-charge carriers to
drive chemical reactions or induce photocurrents in photovoltaic
systems. Gold and silver nanoparticles can exhibit localized surface
plasmon resonance and enhance the charge carrier density of the system
by several energy transfer mechanisms. This thesis combined magnetron
sputtering thin film deposition and thermal annealing to synthesize
mono-metallic gold and bimetallic gold-core silver-shell nanoparticles
and to correlate the activity of the particles with their properties to
find optimal parameters for enhanced photocurrent density. Au/TiO2
showed an enhanced photocurrent density of 1 microA/cm2 that was related
to hot electron injection, while AgAu/TiO2 exhibited with 1.18
microA/cm2 the highest photocurrent density of all samples. This
preparation method is a low-waste, solvent-free approach for
nanoparticle synthesis with the potential for large-scale applications.

Metal-Nanopartikel/TiO2 Systeme sind in der Lage Licht-induzierte
Ladungsträger zu generieren, um chemische Reaktionen zu unterstützen und
Photoströme für die Photovoltaik zu liefern. Gold- und
Silbernanopartikel können zu einer lokalisierten
Oberflächenplasmonenresonanz angeregt werden und so die
Ladungsträgerdichte durch verschiedene Energietransfermechanismen
verbessern. Diese Doktorarbeit hat ein Magnetron-Zerstäubungsverfahren
zur Dünnschichtabscheidung mit thermischen Ausheizen kombiniert, um
monometallische Gold- und bimetallische Gold-Kern Silber-Schalen
Nanopartikel zu synthetisieren. Die Aktivität der Partikel wurde mit
ihren Eigenschaften korreliert, um optimale Parameter für eine Erhöhung
der Photostromdichte zu bestimmen. Au/TiO2 zeigte eine erhöhte
Photostromdichte von 1 mikroA/cm2, was auf die Injektion von heißen
Elektronen zurückgeführt wurde, während AgAu/TiO2 mit 1.18 mikroA/cm2
die höchste Photostromdichte aller Proben aufwies. Diese
Preparationsmethode ist ein Resourcen-schonender und
Lösungsmittel-freier Ansatz zur Synthese von Nanopartikeln mit Potential
für eine groß-skalige Anwendung.