Atomlagenabscheidungs-Reaktor (ALD Reaktor)

• Fachliche Zuordnung: Molekülchemie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 408777938

Die Atomare Lagen Abscheidung (ALD) ermöglicht durch den einzigartigen diskontinuierlichen Wachstumsmechanismus der Methode eine Abscheidung von monomeren und binären Materialien (M, MOx, MNx) an vordefinierten Reaktionszentren mit einer präzisen Kontrolle der Wachstumsrate auf komplexen drei­dimensionalen Oberflächen. Durch flüchtige molekulare Vorstufen (Präkursoren) ermöglicht der zyklische ALD Prozess ein selbstlimitiertes Wachstum. Diese Eigenschaften sind ideal um Nanopartikel (NP)/Cluster im Inneren von porösen Materialien an reaktiven funktionellen Gruppen zu synthetisieren. Die synthetische Kontrolle von Anzahl, Größe, Größenverteilung und Lokalisation der NP ist von immenser Bedeutung in der Erforschung katalytischer Prozesse. Speziell die Beladung von MOFs mit NP bedingt die Anwendung von ALD. MOFs besitzen kleine Porenöffnungen (wenige A) und lange Kanäle (mehrere 100 nm) und erfordern lange Diffusionszeiten, damit die Präkursoren alle funktionellen Gruppen erreichen. Durch die Selbstlimitierung des Prozesses wird pro Zyklus eine spezifische Menge pro Reaktionszentrum des Materials abgeschieden und eine Verstopfung der Poren durch bevorzugtes Wachstum an Reaktionszentren nahe der Porenöffnung vermieden. Gegeben durch das Strukturmotiv des MOFs sind Anzahl und Verteilung funktioneller Gruppen vordefiniert und erlauben in Kombination mit der ALD Technik die Synthese des Komposits NP@MOF mit einer einzigartigen Kontrolle elementarer Parameter für katalytische Reaktionen innerhalb der Netzwerke.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Atomlagenabscheidungs-Reaktor (ALD Reaktor)
• Gerätegruppe: 0920 Atom- und Molekularstrahl-Apparaturen
• Antragstellende Institution: Technische Universität München (TUM)
• Leiter: Professor Dr. Roland A. Fischer