Untersuchungen an Halbleitermikro- und -nanokristallen mittels korrelativer Rasterkraft- und konfokaler Fluoreszenzmikroskopie

Abstract

Die Kombination von konfokaler Fluoreszenz- mit Rasterkraftmikroskopie bietet vielf ältige Möglichkeiten zur Untersuchung und Charakterisierung von Halbleiterpartikeln. Beide Methoden ergänzen sich und liefern als bildgebende Verfahren sehr unterschiedliche Informationen. Darüber hinaus kann das Rasterkraftmikroskop zur nanoskopischen Kraftausübung auf Probenpartikel verwendet werden. In dieser Arbeit wurden drei verschiedene Sorten von Halbleiterpartikeln untersucht. An CdSe-basierten Quantenpunkt-Aggregaten wurden Energietransfere zienzen bestimmt, wobei die Kombination beider Mikroskopietechniken zur Unterscheidung unterschiedlich zusammengesetzter Aggregate diente. Mittels axialer Kraftaus- übung durch die Spitze des Rasterkraftmikroskops konnten die Energietransferraten beein usst werden. Mit umfangreichen spektroskopischen Untersuchungen an quasi- 2-dimensionalen CdSe-basierten Nanoplättchen konnten verschiedene Ein üsse auf die photophysikalischen Eigenschaften charakterisiert werden, darunter unterschiedliche Anregungsintensitäten und -Arten. Auÿerdem wurde der Ein uss mechanischer Kräfte auf die Photolumineszenz untersucht. Als dritte Sto klasse wurden halbleitende MAPbI3-Partikel gezielt mechanisch beschädigt und der Ein uss auf die Photolumineszenzeigenschaften untersucht. Dabei konnten neue Erkenntnisse über sogenannte self-healing Prozesse der Photolumineszenz erlangt werden.

The combination of Confocal Fluorescence Microscopy and Atomic Force Microscopy o ers diverse possibilities of analyzation and characterization of semi conductor particles. Both methods complement one another and provide as imaging tools diverse information. Furthermore, the atomic force microscope can be used as a tool to apply nanoscopic forces on sample particles. Within this thesis three di erent kinds of semi conductor particles were analyzed. Energy transfer e ciencies of CdSe-based quantum dot-aggregates were determined whereat the combination of both microscopic techniques was used to distinguish between di erently composed aggregates. Through application of an axial force using the tip of the atomic force microscope, energy transfer rates could be in uenced. By extensive spectroscopic studies on quasi-2-dimensional CdSe-based Nanoplatelets di erent dependencies on the photophysical properties could be characterized, such as di erent excitation intensities and ways of excitation. Besides, the in uence of mechanical forces on the photoluminescence was tested. As a third material class, semi conducting MAPbI3-particles were mechanically damaged and the in uence on photoluminescence characteristics was analyzed. Hereby, new insights in so called self healing processes of photoluminescence could be attained.