Σύνθεση σταθερών αιωρημάτων σωματιδίων PbS με διάφορους σταθεροποιητές ακολουθώντας μεθόδους υγρής υδατικής χημείας και παρασκευή πολυστρωματικών διατάξεων με τη μέθοδο layer by layer

Abstract

Στην παρούσα διατριβή μελετάται η σύνθεση νανοσωματιδίων θειούχου μολύβδου (PbS) σε υδατικά διαλύματα, χρησιμοποιώντας διάφορους σταθεροποιητές, όπως κατιοντικούς πολυηλεκτρολύτες (PEI, PAH και PDDA), μόρια μικρού μοριακού βάρους και τα βιομόρια DNA και RNA. Τα αιωρήματα των σωματιδίων PbS μελετώνται με διάφορες μεθόδους, όπως για παράδειγμα με την ηλεκτροφόρηση, σκέδαση ακτίνων Χ υπό μικρές γωνίες, φασματοσκοπία UV-Vis και ηλεκτρονική μικροσκοπία ΤΕΜ. Μέσα από αυτές τις μεθόδους προσδιορίζονται τα δομικά χαρακτηριστικά των αιωρημάτων, το μέγεθος και το οπτικό ενεργειακό τους χάσμα. Στη συνέχεια τα σωματίδια μεταφέρονται από την υγρή στη στερεή φάση ακολουθώντας τη μέθοδο layer by layer. Οι διατάξεις που προκύπτουν μελετώνται με φασματοσκοπία UV-Vis και ελλειψομετρία, καθώς και μικροσκόπιο AFM. Τέλος, γίνεται συσχέτιση των αιωρημάτων σωματιδίων PbS στην υγρή φάση με την ποιότητα των υμενίων και αποδεικνύεται ότι το κλειδί για τη δημιουργία καλής ποιότητας υμενίων κρύβεται στα δομικά χαρακτηριστικά των σωματιδίων στην υγρή φάση.

In this thesis lead sulfide (PbS) nanoparticles have been synthesized in aqueous solutions, using cationic polyelectrolytes (PEI, PAH and PDDA) DNA and RNA and some small molecular weight stabilizers. The dispersions of PbS nanoparticles were characterized using UV-Vis spectroscopy, small angle X-ray scattering (SAXS), electrophoresis and TEM, from where their structure characteristics, the size and optical band gap were determinated. Stable PbS dispersions were used for the preparation of multilayer films using the lbl method. The films were characterized using UV-Vis spectroscopy, AFM microscopy and ellipsometry. In conclusion, for the successful deposition of high quality films is the good dispersibility in the aqueous phase.