InP-Nanokristalle mit einer mittleren Partikelgröße im Bereich 3-4 nm und einer enge Größenverteilung (8-10 % des mittleren Durchmessers) wurden mit Hilfe der Kolloid-Chemie synthetisiert. Durch die Bedeckung der Nanokristalloberfläche mit einer Schicht aus organischen Liganden wurde eine hohe Stabilität der Eigenschaften der Nanokristalle sowie gute Lösbarkeit der Partikel in verschiedenen Lösungsmitteln erreicht. InP-Nanokristalle mit verbesserter Effizienz der Photolumineszenz (PL) wurden durch photounterstütztes Ätzen der Nanokristalloberfläche mit HF erzeugt; die PL-Quanteneffizienz ist etwa drei Größenordnungen höher im Vergleich zu den unbehandelten InP-Proben und erreicht ~ 40 % bei Raumtemperatur. Mit Hilfe der Photoelektronenspektroskopie (PES) konnten Veränderungen der Nanokristalle nachgewiesen werden, die zu dieser deutlichen Verbesserung der PL-Effizienz geführt haben. Eine Analyse von hochaufgelösten Messungen der In 3d und P 2p Rumpfzustände bestätigte, dass signifikante Änderungen der Struktur der Nanokristalloberfläche durch die postpräperative Behandlung der Nanokristalle auftreten und ermöglichte die Formulierung eines Modells für den Ätzmechanismus. Das photounterstütze Ätzen der InP-Nanokristalle entfernt selektiv Phosphoratome aus der Nanokristalloberfläche, die in unbehandelten InP-Nanokristallen Oberflächenzustände in der Bandlücke bilden und so zu nichtstrahlender Rekombination führen.
Weiterhin wurden mit der "Pick-up"-Methode Cu-Atome in Ar-Cluster eingelagert auf diese Weise und kleine Cu-Cluster mit einer relativ schmalen Größenverteilung erzeugt. Die mittlere Größen der resultierenden Cluster von ca. 5-15 Atomen pro Cluster wurden mit einem Flugzeit-Massenspektrometer bestimmt. Spektroskopisch wurden deponierte Cu-Cluster, eingebettet in eine Ar-Matrix, untersucht. Die Proben wurden auf einem kalten Substrat (10 K) deponiert. Die Homogenität über die Tiefe und die Stabilität der deponierten Proben wurden mittels PES bestimmt. Die wichtigste Untersuchungsmethode für die Cu-Cluster war die Röntgenabsorptionsspektroskopie ("X-Ray Absorption Spectroscopy", XAS) im XANES-Bereich ("X-Ray Absorption Near Edge Structure"), die Informationen über die elektronische und geometrische Struktur der deponierten Proben liefert. Um die Statistik zu verbessern wurden die Absorptionsspektren für die Cu L2,3-Kante simultan mit zwei Messverfahren, der Gesamtelektronausbeute (TEY, "Total Electron Yield") und der Auger-Ausbeute aufgenommen. XANES-Spektren wurden ausserdem für reine und Cu-dotierte Ar-Matritzen aufgenommen. Die Clusters besitzen Ikosahedral-Struktur mit einer um 6% kleiner Bindungslänger als in Festkörper. Die Röntgenabsorption Messungen zeigen, dass bereits bei 5-6 Atomen, Elektronen aus den 3d Band das 4s Band partiell füllen.
Indium phosphide (InP) nanocrystals with mean particle diameter in the 3-4 nm range and size distribution 8-10% of the average diameter were synthesized by methods of colloidal chemistry. Capping of the nanocrystal surface with a shell of organic ligands allowed both the achievement of a high stability of nanocrystalline properties and the solubility of particles in different solvents. InP nanocrystals with enhanced photoluminescence (PL) efficiency were obtained by photo-assisted etching of the nanocrystal surface with hydrofluoric acid (HF); the PL quantum efficiency of the resulting InP nanocrystals was about three orders of magnitude higher than the "as prepared" InP samples and approached ~ 40% at room temperature. Photoelectron Spectroscopy (PES) with synchrotron radiation was used to reveal the changes of the nanocrystals that were responsible for the dramatic improvement of the PL efficiency. The analysis of high resolution In 3d and P 2p core-levels confirmed significant changes of the nanocrystal surface structure. These changes were induced by the post-preparative nanocrystals treatments and allowed the proposal of a model for the etching mechanism. The photo-assisted treatment of InP nanocrystals selectively removes phosphorus atoms from the nanocrystal surface. These atoms form surface states located inside the band gap of the “as-prepared” InP nanocrystals and provide non-radiative recombination pathways.
With the pick-up method, Cu atoms are loaded into host Ar clusters. This results in the formation of small Cu clusters with a broad size distribution (50% of the average size). The average sizes of the resulting clusters were measured to be approx. 5-15 atoms/cluster using a Time of Flight Mass Spectrometer. The spectroscopic investigation was performed on deposited Cu clusters embedded in an Ar matrix. The samples were deposited on a cold substrate (10K). The depth homogeneity and stability of the deposited clusters were monitored with help of PES. The main investigation method for the Cu cluster was X-ray Absorption Spectroscopy (XAS) in the X-ray Absorption Near Edge Structure (XANES) regime, yielding information about the electronic and geometric structure of the deposited clusters. For better statistics, the acquisition of the absorption spectra for Cu L3,2 edge was performed simultaneously in two different modes: Total Electron Yield (TEY) and Auger Yield. XANES spectra (Ar L3,2 edge) were also recorded for pure or Cu doped Ar matrices. The Cu clusters had icosahedral structure with a bond length of approx. 2.23 Ĺ which was around ~ 6% shorter than the Cu single crystal (2.556 Ĺ). Spectroscopic measurements revealed that already for 5-6 atoms/cluster, electrons from the 3d band had already partially hybridized with the 4s band.