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Ergebnisse und Diskussion 119
die optischen Eigenschaften vor und nach der Funktionalisierung untersucht. Der
Austausch der stabilisierenden Liganden hängt aber stark von der Oberflächen-
struktur und der Umgebung der Partikel ab, so dass solche Austauschreaktionen
häufig nur schlecht reproduzierbar sind. Aus diesem Grund wurden im Rahmen
dieser Arbeit mehrere experimentelle Ansätze verfolgt. Zum einen wurden die
CdSe- und CdSe/ZnS-NP mit dem hydrophilen Oberflächenstabilisator Cystein
nach einer bereits publizierten Methode von Sukhanova et al. 17,23 durch eine
Austauschreaktion umfunktionalisiert. Ziel dieser Experimente war die
Beantwortung der Frage, inwieweit der Erfolg der Austauschreaktion von dem
Grad der Oberflächenbedeckung mit TOPO/TOP-Molekülen abhängt, um so die
Funktionalisierungsbedingungen zu optimieren. Wie schon in Kap. 5.1.2.2.
diskutiert wurde, können die TOPO/TOP-Liganden durch eine schrittweise
Aufreinigung der Partikel durch Ausfällen und Redispergieren sukzessive entfernt
werden. Alternativ wurde im Rahmen dieser Arbeit ein neues Verfahren entwickelt,
bei dem die Halbleiter-Nanopartikel möglichst schonend, d. h. ohne Liganden-
austausch, in polare Lösungsmitteln überführt werden können. Dazu wurden die
CdSe- und CdSe/ZnS-NP mit einer Polymer-Hülle beschichtet. Das Polymer für
die Umhüllung wurde so gewählt, dass die Umsetzung mit den NP in einer
Umgebung stattfinden kann, in der die TOPO/TOP-bedeckten NP stabil sind. Es
wurde deshalb das Polymer Polyvinylpyrrolidon (PVP) eingesetzt, das sich
aufgrund seines amphiphilen Charakters, als geeigneter Stabilisator für unter-
schiedliche Nanopartikelsysteme bewährt hat (s. Kap. 5.2.2). 162,212 Eine zweite
Motivation für diese Art der Oberflächenmodifizierung war die Entwicklung einer
neuen Methode zum Einbetten von multiplen Halbleiter-Nanopartikel in eine Silica-
Matrix (s. Kap. 5.3). Eine Übersicht über die durchgeführten Oberflächen-
modifikationen von CdSe- und CdSe/ZnS-Halbleiter-Nanopartikeln bietet
Abb. 5.18. Bei den auf unterschiedliche Weise modifizierten Nanopartikeln wurden
die optischen Eigenschaften, wie z. B. die Absorption und die Fluoreszenz vor und
nach dem Umfunktionalisieren sowie die Stabilität der Partikel in unterschiedlichen
polaren Lösungsmitteln, untersucht. Darüber hinaus wurden die elektronischen
und strukturellen Eigenschaften der oberflächenmodifizierten Nanopartikel in
flüssiger und fester Umgebung mit weicher Röntgenstrahlung charakterisiert
(s. Kap. 5.5).