Nanodiamanten als neue Elektronenquelle

19.06.2007

Ein amerikanisch-deutsches Team unter maßgeblicher Beteiligung der Gießener Arbeitsgruppe des Chemikers Prof. Peter R. Schreiner berichtet in über eine ungewöhnliche Beobachtung: Geordnete Schichten aus winzigen diamantartigen Kohlenstoffclustern (Diamantoide), die in Gießen gezielt synthetisiert wurden, liefern bei Bestrahlung in ungewöhnlich großer Ausbeute Elektronen mit nahezu gleicher Energie. Die Nutzung dieses Effektes könnte die Konstruktion von Elektronenquellen für Elektronenmikroskope oder Flachbildschirme erheblich beeinflussen.

Seit der Entdeckung durch amerikanische Ölfirmen (Mobil Oil und Chevron), dass kleine diamantartige Moleküle in zuvor unbekannten Mengen in Rohöl vorkommen, arbeiten Chemiker rund um den Erdball verstärkt an Strategien zur Nutzung und Modifikation dieser sehr stabilen und wenig reaktiven Kohlenstoffbausteine. Prof. Schreiner (Institut für Organische Chemie / Fachbereich 08 - Biologie und Chemie) gehört zu den Pionieren auf diesem Gebiet und hat bereits früh Arbeiten zur gezielten Funktionalisierung von Nanodiamanten (Adamantan, Tetramantan, etc.) publiziert.

In der vorliegenden Arbeit, die in Kooperation mit physikalischen Arbeitsgruppen in Stanford, Berkeley und dem Lawrence Livermore Laboratorium entstand, werden nun erstmals speziell präparierte Nanodiamanten dicht gepackt auf einer Gold- oder Silberunterlage so angeordnet, dass eine neue Oberfläche mit ganz besonderen elektronischen Eigenschaften entsteht. Darunter fällt die gegenwärtige Beobachtung einer "negativen elektronischen Affinität" (NEA), die Teil der Erklärung der besonders scharfen Energieverteilung der ausgesandten Photoelektronen ist.

Besonders faszinierend ist das weitergehende Potenzial der vorgestellten Schichten: Nanodiamanten lassen sich chemisch vielfältig modifizieren und werden daher wahrscheinlich noch zu einer ganzen Reihe von aussichtsreichen Materialentwicklungen führen.

Originalveröffentlichung: Science 2007, Band 316.

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