We report on a novel and simple approach to surface ligand design of CdSe-based nanocrystals (NCs) with biocompatible, heterobifunctional polyethylene glycol (PEG) molecules. This method provides high transfer yields of the NCs into aqueous media with preservation of the narrow and symmetric emission bands of the initial organic-capped NCs regardless of their interior crystal structure and surface chemistry. The PEG-functionalized NCs show small sizes, high photoluminescence quantum yields of up to 75%, as well as impressive optical and colloidal stability. This universal approach is applied to different fluorescent nanomaterials (CdSe/CdS, CdSe/CdSCdxZn1–xS, and CdSe/CdS/ZnS), extending the great potential of organic-capped NCs for biological applications.

In dieser Arbeit wurden Tris(N,N-dialkylamido)alane (TDAs) synthetisiert und strukturell aufgeklärt. Durch die Verwendung eines festen Monoalan-Etherats (AlH3 · 1/5 DEE (s)) als Zwischenprodukt ist es möglich, alle TDA-Derivate unabhängig von dem sterischen Anspruch der Amidliganden aus Lithiumaluminiumhydrid herzustellen. Die vorhandenen Al–N-Bindungen wurden im Hinblick auf ihre Reaktivität gegenüber CO2 untersucht. Mittels Insertionsreaktionen wurden aus den TDAs Aluminium-tris(N,N-dialkylcarbamat)-Verbindungen (ADCs) synthetisiert. Die gezielte Hydrolyse der ADCs ergab strukturell einzigartige N,N-dialkylcarbamatverbrückte {Al3(μ3-O)}7+-Komplexverbindungen. Es zeigte sich, dass die an der zentralen Substruktur koordinierenden Neutralliganden gegen andere Lewisbasen austauschbar sind. Darauf aufbauend wurde versucht, durch den Umsatz mit zweizähnigen Linkermolekülen ein Koordinationsnetzwerk zu bilden. Die Charakterisierung des polymeren Reaktionsproduktes ergab jedoch wesentliche Abweichungen von der angestrebten Struktur.:1. Einleitung 2. Tris(N,N-dialkylamido)alane 2.1. Grundlagen und Literaturübersicht 2.2. Ergebnisse und Diskussion 2.2.1. Verwendung einer alternativen Monoalanspezies für die Synthese von TDAs 2.2.2. Klärung der widersprüchlichen Daten von Tris(dimethylamido)alan (TDA3) 2.2.3. Tris(N-methylpiperazino)alan (TDA6) als neuer Vertreter der TDAs 2.2.4. Temperaturabhängige NMR-Untersuchungen der Verbindungen TDA3 und TDA6 2.2.5. Vergleich der synthetisierten TDAs mit der allgemeinen Formel [Al(NR2)3]n (n = 1, 2) 2.2.6. Zusammenfassung 3. Aluminium-tris(N,N-dialkylcarbamat)-Verbindungen 3.1. Grundlagen und Literaturübersicht 3.2. Ergebnisse und Diskussion 3.2.1. Synthese von ADCs mittels CO2-Insertion 3.2.2. Mechanistische Untersuchungen mittels in situ IR-Spektroskopie 3.2.3. Kristallstruktur der Verbindung ADC4a 3.2.4. Zusammenfassung 4. N,N-Dialkylcarbamatverbrückte {Al3(μ3-O)}7+-Komplexverbindungen 4.1. Grundlagen und Literaturübersicht 4.2. Ergebnisse und Diskussion 4.2.1. Erste Daten von {Al3(μ3-O)}7+-Komplexen 4.2.2. Kristallstrukturen der Verbindungen AO1 und AO2 4.2.3. Weitere Informationen bezüglich {Al3(μ3-O)}7+-Komplexen mittels 2DNMR-Untersuchungen 4.2.4. Experimente zum Austausch der gebundenen Neutralliganden 4.2.5. Zusammenfassung 5. Aluminiumorganische Gerüstverbindungen 5.1. Grundlagen und Literaturübersicht 5.2. Ergebnisse und Diskussion 5.2.1. Ligandenaustauschexperimente und Charakterisierung des Produktes 5.2.2. Elementare Zusammensetzung und thermische Zersetzung der Verbindung AO1a 5.2.3. Ergebnisse der 17O-Markierungen der Verbindungen AO1 und AO1a 5.2.4. Porosität und spezifische Oberfläche der Verbindung AO1a 5.2.5. Zusammenfassung 6. Zusammenfassung und Ausblick Anhang I. Chemikalien II. Software III. Analysemethoden IV. Versuchsvorschriften V. Wissenschaftliche Veröffentlichungen VI. Erlaubnisse zur Nutzung von publiziertem Material VII.Verzeichnisse Abkürzungsverzeichnis Formelzeichen Literaturverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis

The work presented in the thesis is focused on the synthesis of diverse colloidal semiconductor NCs in organic media, their surface design with tiny inorganic and hybrid capping species in solution phase, and subsequent assembling of these NC building units into two-dimensional close-packed thin-films and three-dimensional non-ordered porous superstructures.

The work presented in the thesis is focused on the synthesis of diverse colloidal semiconductor NCs in organic media, their surface design with tiny inorganic and hybrid capping species in solution phase, and subsequent assembling of these NC building units into two-dimensional close-packed thin-films and three-dimensional non-ordered porous superstructures.