Fakultätsbericht 2016-2017

Professur für Angewandte Physikalische Chemie & Molekulare Nanotechnologie Prof. Dr. Andrey Turchanin Forschungsschwerpunkte  Maßgeschneiderte Synthese von neuartigen zwei-dimensionalen (2D) Materialien: organische Monolagen und Dünnschichten, Graphen, Kohlenstoff-Nanomembranen, laterale freitragende Hete- rostrukturen, van der Waals Heterostrukturen, biofunktionale Oberfläche und Grenzflächen  Materialwissenschaftliche spektroskopische und mikroskopische Charakterisierung von organi- schen und anorganischen Nanomaterialien auf der Nanometerskala, Untersuchung von Wachs- tumsmechanismen, elektronischen und optischen Eigenschaften und Bio-Kompatibilität  Verwendung von 2D-Funktionsmaterialien in neuartigen Bauteilen: Elektrochemische Sensoren für hochspezifische und hochsensitive Detektion von Biomarkern, Feldeffekt-Transistoren auf Kohlen- stoffbasis u.a. für flexible Elektronik, biofunktionale Nanomembranen für hochauflösende Transmis- sions-Elektronenmikroskopie von Proteinen, photoaktive Nanomembranen für künstliche Photosyn- these, nanophotonische Strukturen 68 — FORSCHUNG Basierend auf molekularer Selbstassemblierung, elektronenstrahlinduzierten chemischen Reaktio- nen, chemischer und physikalischer Gasphasen- abscheidung und Lithographie entwickeln wir neue Wege zur Herstellung von neuartigen zwei- dimensionalen Funktionsmaterialien wie Gra- phen, molekulare Kohlenstoff-Nanomembranen (CNMs), Nanomembranen aus organischen Halb- leitern, Übergangsmetall-Dichalkogeniden und organische selbstassemblierende Monolagen (SAMs) [1-3]. Die atomaren Mechanismen der Her- stellung untersuchen wir mit komplementären spektroskopischen und mikroskopischen Me- thoden und Modellrechnungen [4-5]. Im Vorder- Neuartige 2D-Funktionsmaterialien grund steht die maßgeschneiderte Synthese von neuen Hybridmaterialien (z. B. Abb. 1, [6]) mit einstellbaren elektronischen, optischen, elektro- optischen, chemischen und biofunktionalen Eigenschaften und die Verwendung dieser Nano- materialien in neuartigen Systemen und Bautei- len auf Kohlenstoffbasis [1-3, 5-7] wie Sensoren, Feldeffekttransistoren sowie photoaktiven Nano- membranen für Energiegewinnung und für die Ultramikroskopie. [1] Turchanin, A. (2017): Graphene growth by conversion of aromatic self-assembled monolayers. Ann. Phys., DOI:10.1002andp.201700168. [2] Turchanin, A., Gölzhäuser, A. (2016): Carbon Nanomembranes. Adv. Mater., DOI: 10.1002/adma.201506058. [3] Noever, S.J., Turchanin, A., Nickel, B. et al. (2017): Transferable organic semiconductor nanosheets for application in electronic devices. Adv. Mater., DOI: 10.1002/adma.201606283. [4] Chamberlain, T.W., A. Turchanin, A., Kaiser, U., Besley, E., Khlobystov, A.N. et al. (2017): Stop-frame filming and discovery of reactions at the single-molecule level by transmission electron microscopy. ACS Nano, DOI: 10.1021/acsnano.6b08228. [5] Weber, N.-E., Wundrack, S., Stosch, R., Turchanin, A. (2016): Direct growth of patterned graphene. Small, DOI: 10.1002/smll.201502931. [6] Winter, A., George, A., Neumann, C., Tang, Z., Weimann, T., Hübner, U., Kaiser, U., Turchanin, A. et al. (2017): Lateral heterostructures of two-dimensional materials by electron-beam induced stitching. Carbon, DOI: 10.1016/j.carbon.2017.11.034. [7] Kankate, L., Schnietz, M., Tampé, R., Turchanin. A., et al. (2017): Vapor phase exchange of self-assembled monolayers for engineering of biofunctional surfaces. Langmuir, DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b04207. Abb. 1. Graphen-CNM laterale Heterostruktur. Raster- elektronenmikroskopie der Heterostruktur auf einem TEM Gitter und ihre schematische Darstellung [6].