Hexagonales ß-NaREF4 und Strontiumchlorapatit (Sr5(PO4)3Cl) haben sich als Wirtsgitter
für Ionen der Lanthanoide bewährt und bilden die Basis für eine Reihe von
(Nano-)Materialien mit hervorragenden Lumineszenzeigenschaften. Die Struktur der ß-
Natriumseltenerdtetrafluoride leitet sich von der des natürlich vorkommenden Minerals
Gagarinit (NaCaYF6) ab. In der hier vorliegenden Arbeit wurde die Synthese von Nanopartikeln
mit Gagarinitstruktur und der Zusammensetzung ß-Na1,5- x/2MExRE1,5- x/2F6
(ME = Ca2+, Sr2+) untersucht, sowie deren Dotierung mit dreiwertigen Lanthanoidionen.
Es wird gezeigt, dass die Nukleations- und Wachstumsmechanismen von
Nanopartikeln mit Gagarinitstruktur grundsätzlich den bekannten Mechanismen bei
ß-NaREF4-Nanopartikeln entsprechen. Es wird ferner gezeigt, dass beim Übergang von
ß-NaREF4 zu ß-Na1,5- x/2MExRE1,5- x/2F6 (ME = Ca oder Sr) eine Stabilisierung der kubischen
a-Phase von NaREF4 und eine Verringerung der Anzahl an Keimen der ß-Phase
auftritt. Zusätzlich werden durch den Einbau von Sr2+ die Gitterparameter vergrößert,
wodurch sich a-NaSrGdF6 ideal als Schalenmaterial zur Umhüllung von ß-NaREF4-
Kernen der leichten Lanthanoide eignet. Die Ergebnisse der Röntgenfluoreszenzanalyse
und die spektroskopische Untersuchung von ß-Na1,5- x/2SrxEu1,5- x/2F6-Nanopartikeln legen
nahe, dass das Erdalkaliion die Natrium- und Seltenerdionen auf der 1f-Position
im Kristallgitter von ß-NaREF4 ersetzt. Die Ergebnisse der Fluoreszenzspektroskopie
des Eu3+-dotierten Materials zeigen insbesondere, dass der Einbau von Sr2+-Ionen die
lokale Symmetrie der optisch aktiven Eu3+-Ionen erhöht.
Weiterhin wird gezeigt, dass sich Sr5(PO4)3Cl-Nanopartikel mithilfe von Phosphatsalzen
organischer Basen auch in dem von der NaREF4-Nanopartikelsynthese
bekannten Lösungsmittelgemisch Ölsäure/Octadecen herstellen lassen. Durch Variation
der Anionenkonzentrationen, Einbau von verschiedenen Dotierungsionen und
Anwendung von Kern-Schale-Synthesemethoden lassen sich Nanopartikel mit Apatitstruktur
in unterschiedlichen Größen und Morphologien herstellen. Neben kleinen
sphärischen Partikeln können durch geeignete Wahl der genannten Parameter sowohl
entlang der c-Achse elongierte Stäbchen gewonnen werden, als auch in c-Richtung
gestauchte, plättchenförmige Partikel, die sich entlang dieser Achse in langen Ketten
anordnen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-osnabrueck.de/oai:osnadocs.ub.uni-osnabrueck.de:ds-202201145875 |
| Date | 14 January 2022 |
| Creators | Wehmeier, Jannis |
| Contributors | Prof. Dr. Markus Haase, Prof. Dr. Uwe Beginn |
| Source Sets | Universität Osnabrück |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/zip, application/pdf |
| Rights | Attribution 3.0 Germany, http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/de/ |
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