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Stained(Glass(( in(Gothic(Churches(( Oberflächen Some(Elementary(Facts( Zahl an Oberflächenatomen bzw. inneren Atomen in Anhängigkeit vom Durchmesser (Bsp. Au-NPs) Schematische Darstellung einer Kristalloberfläche Würfel „Magic numbers“, d.h. Anzahl von Atomen in Vollschalenclustern/-partikeln mit kubisch bzw. hexagonal dichtester Packung: 10n2 + 2 SS 2012 VORLESUNG ANORGANISCH NANOMATERIALIEN / S. Behrens Oktaeder Kuboktaeder An der Oberfläche exponierte Kristallflächen von fcc-Metallnanokristalliten: (100) grün; (111) orange Quelle: H. Goesmann, C. Feldmann, Angew. Chem., 2010, 122, 1402; L. Cademartiri, G. Ozi Atomen in Anhängigkeit vom Durchmesser Oberflächen On(the(Surface(of(Things( (Bsp. Au-NPs) „Magic numbers“, d.h. Anzahl von Atomen in Vollschalenclustern/-partikeln mit kubisch Magic(numbers:(( bzw. hexagonal dichtester Packung: 10n2 + 2 5 SS 2012 Kapitel II „Magic numbers“, d.h. Anzahl von Atomen in Vollschalenclustern/-partikeln mit kubisch Fig. 1.3. Plot of the number of atoms vs. the percentage of atoms located 2on+th2 surface of abzw. particle. The calculationdichtester of the percentage of atoms/isS.made hexagonal Packung: 10n VORLESUNG ANORGANISCH NANOMATERIALIEN Behrens of (1.1) and is valid for metal particles 1.2 Properties of Nanocrystals 5 5 SS 2012 Kapitel II Zahl an Oberflächenatomen bzw. inneren Atomen in Anhängigkeit vom Durchmesser (Bsp. Au-NPs) VORLESUNG ANORGANISCH NANOMATERIAL Schematische Darstellung einer Kristallo Würfel „Magic numbers“, d.h. Anzahl von Atomen in Vollschalenclustern/-partikeln mit kubisch bzw. hexagonal dichtester Packung: 10n2 + 2 Oktaeder Kubok An der Oberfläche exponierte Kristal von fcc-Metallnanokristalliten: (100) (111) orange Fig.located 1.4. Schematic . 1.3. Plot of the number of atoms vs. the percentage of atoms on the illustration of how a cuboctahedral 147 atom-cluster, com On(the(Surface(of(Things( Making(nanoparEcles(J( swimming(upstream?( Laplace( ( ΔP(=(2γ/r( for(r(=(2(nm:(1(GPa!( reconstrucEon( strain( phase(transiEons( melEng( segregaEon( ProperEes(depend(on(surface,(size(…(( and(curvature( The(NucleaEon(Stage:(Structure(of(an(Embryonic(Crystal( G.(Schmid(et(al.,(Chem.(Ber.(1981,114,(3634.( G.(Schmid,(U.(Giebel,(W.(Huster(and(A.(Schwenk,(Inorg.(Chim.(Acta(1984,(85,(97.( The(NucleaEon(Stage:(Structure(of(an(Embryonic(Crystal( J.JO.(Bovin,(R.(Wallenberg,(D.J.(Smith,(Nature(1985,(317,(47J49.(( The(Hard(InformaEon:(Crystal(Structure(of(a(Au102(Cluster( Tremel:(Solid(State(Chemistry( (Jadzinsky(et(al., Science(2007,(318,"430J433.( OberflächenJRekonstrukEonen( OberflächenJRekonstrukEonen( 3 Themodynamische Eigenschaften Größenabhängige(thermodynamische(Eigenschagen( Phasenumwandlung (Schmelzpunkt) Schmelzpunkt von Au-Nanopartikeln in Abhängigkeit von der Partikelgröße SS 2012 Kapitel II Schmelzpunkt von CdS-Nanopartikeln in Abhängigkeit von der Partikelgröße VORLESUNG ANORGANISCH NANOMATERIALIEN / S. Behrens Quelle: C. Burda, X. Chen, R. Narayanan Größenabhängige(strukturelle(Eigenschagen( Strukturelle Eigenschaften Gitterparameter Experimentelle Werte der Gitterkonstanten von Metallnanopartikeln (Au, Pd) in Abhängigkeit von der Partikelgröße. 4 SS 2012 Kapitel II Kristallstruktur Normalisiertes Volumen der Elementarzelle für verschiedene Al2O3- bzw. Fe2O3-Phasen als Funktion der Partikelgröße (die Normalisierung liefert eine konstante Anzahl an Formeleinheiten pro Elementarzelle). In der -Phase tritt bei kleinen Partikelgrößen ein größeres Volumen der Elementarzelle auf. Daher wird bei kleinen Partikelgrößen oft ein bevorzugtes Auftreten der Hochtemperaturphase beobachtet. VORLESUNG ANORGANISCH NANOMATERIALIEN / S. Behrens Quelle: D. Vollath, Nanomaterials, Wiley-VCH, Weinheim 2008. SizeJRelated(Property(Changes( Vapor(pressure(of(a( curved(compared(to( a(flat(plane( Vapor(pressure(of(NP(( compared(to(a(flat(plane( Size'Dependent"Proper0es"of"Gold" SizeJDependent(ProperEes(of(NanoparEcles( SizeJDependent(ProperEes(of(NanoparEcles( Quantum(Confinement,(Coulomb(Stairs,(Surface(Plasmon(Resonance,( SuperparamagneEsm,(….( Tensid, Polymer, Ligand More(SophisEcated(Procedures(for(Making(NanoparEcles( Synthesetechniken Metallvorläuferverbindung Ar HeißinjekEonstechnik( hohe Temperatur Heißinjektionstechnik Aumeizmethode( Aufheizmethode TC Tensid, Polymer, Ligand hohe Temperatur et al., Annu. Rev. Mater. Sci., 2000, 30, 545. VORLESUNG ANORGANISCH NANOMATERIALIEN / S. Behrens Quelle: Murray et al., Annu. Rev. Mater. Sci., 2000, 30, 545. (((Murray(et(al.,(Annu.%Rev.%Mater.%Sci.(2000,(30,(545–610.( SizeJDependent(ProperEes(of(Gold( λmax(=(510J540(nm( spherical( oblate( ( (size(&(dielectric(constant( Mie(theory(for(spherical(parEcles( ε´(J(refracEve(index( ε´´(J(damping( dielectric"constant" par0cle"'"medium" resonance(frequency( important"" parameters" „diapason ( huge(scapering(cross(secEon( surface(plasmon(resonance(condiEon( ApplicaEon:(„BioJNano (–(Hyperthermia( ( ( ( ElJSayed(et(al.,(JACS(2006,(128,(2115(