@phdthesis{Kraupner2011,
  author    = {Kraupner, Alexander},
  title     = {Neuartige Synthese magnetischer Nanostrukturen: Metallcarbide und Metallnitride der {\"U}bergangsmetalle Fe/Co/Ni},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-52314},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2011},
  abstract  = {Magnetische Nanopartikel bieten ein großes Potential, da sie einerseits die Eigenschaften ihrer Bulk-Materialien besitzen und anderseits, auf Grund ihrer Gr{\"o}ße, {\"u}ber komplett unterschiedliche magnetische Eigenschaften verf{\"u}gen k{\"o}nnen; Superparamagnetismus ist eine dieser Eigenschaften. Die meisten etablierten Anwendungen magnetischer Nanopartikel basieren heutzutage auf Eisenoxiden. Diese bieten gute magnetische Eigenschaften, sind chemisch relativ stabil, ungiftig und lassen sich auf vielen Synthesewegen relativ einfach herstellen. Die magnetischen Eigenschaften der Eisenoxide sind materialabh{\"a}ngig aber begrenzt, weshalb nach anderen Verbindungen mit besseren Eigenschaften gesucht werden muss. Eisencarbid (Fe3C) kann eine dieser Verbindungen sein. Dieses besitzt vergleichbare positive Eigenschaften wie Eisenoxid, jedoch viel bessere magnetische Eigenschaften, speziell eine h{\"o}here S{\"a}ttigungsmagnetisierung. Bis jetzt wurde Fe3C haupts{\"a}chlich in Gasphasenabscheidungsprozessen synthetisiert oder als Nebenprodukt bei der Synthese von Kohlenstoffstrukturen gefunden. Eine Methode, mit der gezielt Fe3C-Nanopartikel und andere Metallcarbide synthetisiert werden k{\"o}nnen, ist die „Harnstoff-Glas-Route". Neben den Metallcarbiden k{\"o}nnen mit dieser Methode auch die entsprechenden Metallnitride synthetisiert werden, was die breite Anwendbarkeit der Methode unterstreicht. Die „Harnstoff-Glas-Route" ist eine Kombination eines Sol-Gel-Prozesses mit einer anschließenden carbothermalen Reduktion/Nitridierung bei h{\"o}heren Temperaturen. Sie bietet den Vorteil einer einfachen und schnellen Synthese verschiedener Metallcarbide/nitride. Der Schwerpunkt in dieser Arbeit lag auf der Synthese von Eisencarbiden/nitriden, aber auch Nickel und Kobalt wurden betrachtet. Durch die Variation der Syntheseparameter konnten verschiedene Eisencarbid/nitrid Nanostrukturen synthetisiert werden. Fe3C-Nanopartikel im Gr{\"o}ßenbereich von d = 5 - 10 nm konnten, durch die Verwendung von Eisenchlorid, hergestellt werden. Die Nanopartikel weisen durch ihre geringe Gr{\"o}ße superparamagnetische Eigenschaften auf und besitzen, im Vergleich zu Eisenoxid Nanopartikeln im gleichen Gr{\"o}ßenbereich, eine h{\"o}here S{\"a}ttigungsmagnetisierung. Diese konnten in fortf{\"u}hrenden Experimenten erfolgreich in ionischen Fl{\"u}ssigkeiten und durch ein Polymer-Coating, im w{\"a}ssrigen Medium, dispergiert werden. Desweiteren wurde durch ein Templatieren mit kolloidalem Silika eine mesopor{\"o}se Fe3C-Nanostruktur hergestellt. Diese konnte erfolgreich in der katalytischen Spaltung von Ammoniak getestet werden. Mit der Verwendung von Eisenacetylacetonat konnten neben Fe3C-Nanopartikeln, nur durch Variation der Reaktionsparameter, auch Fe7C3- und Fe3N-Nanopartikel synthetisiert werden. Speziell f{\"u}r die Fe3C-Nanopartikel konnte die S{\"a}ttigungsmagnetisierung, im Vergleich zu den mit Eisenchlorid synthetisierten Nanopartikeln, nochmals erh{\"o}ht werden. Versuche mit Nickelacetat f{\"u}hrten zu Nickelnitrid (Ni3N) Nanokristallen. Eine zus{\"a}tzliche metallische Nickelphase f{\"u}hrte zu einer Selbstorganisation der Partikel in Scheiben-{\"a}hnliche {\"U}berstrukturen. Mittels Kobaltacetat konnten, in Sph{\"a}ren aggregierte, metallische Kobalt Nanopartikel synthetisiert werden. Kobaltcarbid/nitrid war mit den gegebenen Syntheseparametern nicht zug{\"a}nglich.},
  language  = {de}
}