Funktionale dreidimensionale Photonische Kristalle aus ...

1. Einleitung 28
1.3. Motivation und Zielsetzung
Photonische Kristalle sind Materialien von hochaktuellem Forschungsinteresse. Daraus resul-
tiert die Motivation mit den Mitteln, die die makromolekulare Chemie zu bieten hat, photoni-
sche Strukturen herzustellen, die mit elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Bereich
interagieren. Aus früheren Arbeiten hat sich für diese Zwecke die emulgatorfreie Emulsions-
polymerisation bewährt. Mit dieser Methode ist es möglich, monodisperse Kolloide herzustel-
len, die, kristallisiert, als künstliche Opale bezeichnet werden und als dreidimensionaler pho-
tonischer Kristall angesehen werden können.
Allgemeine Ziele dieser Arbeit bestehen darin, die chemische Synthese von monodispersen
Polymerlatizes und die vorhandenen Kristallisationsmethoden zu verbessern, auszubauen und
zu kombinieren. Auf diese Weise sollen photonische Kristalle generiert werden, die eine
Funktion auf dem Gebiet der Optoelektronik erschließen.
Die dafür nötigen speziellen Aufgaben sind im Folgenden aufgelistet:
- Das Spektrum der Polymerisationsmethoden soll erweitert werden, so dass Polymerla-
tizes mit Durchmessern größer 500 nm hoch monodispers erhalten werden können.
- Die Variationsmöglichkeiten der Monomere hinsichtlich Brechungsindex, Tempera-
turstabilität, Einbau von Farbstoffen und Lösemittelbeständigkeit der Polymerlatizes
sollen ausgebaut werden. Auf diese Weise sollen mit den unterschiedlichen physikali-
schen Eigenschaften der Kolloide gezielte Funktionen der Kristalle erzeugt werden.
Darüber hinaus steht eine größere Vielfalt für die Herstellung von funktionellen Hete-
rostrukturen zur Verfügung.
- Die Kristallisationsmethoden sollen unter Berücksichtigungen neuer Verfahren und
der Weiterentwicklung im eigenen Labor den hohen Standard der Arbeitsgruppe auf
diesem Gebiet ausbauen. Damit soll die Herstellung hochwertiger Kolloidkristalle mit
homogener Dicke und großer Fläche erlaubt werden.
- Die Herstellung invertierter Opale soll durch die Verwendung großer Kolloide für die
Kristallisation dazu dienen, die photonischen Bandlücken höherer Ordnung in den
sichtbaren Bereich des Spektrums zu verlagern.