Synthese, photokatalytische Eigenschaften und dielektrische Charakterisierung perowskitischer Oxidnitride

Abstract

Perowskitische Oxidnitride besitzen aufgrund ihrer interessanten optischen, photokatalytischen und dielektrischen Eigenschaften ein großes Anwendungspotenzial als Photokatalysatoren oder Halbleitermaterialien. In dieser Arbeit wurden mittels eines neuartigen Verfahrens oxidnitridische Nano-Einkristalle mit hoher photokatalytischer Aktivität hergestellt. Durch eine geeignete Cokatalysatorbeladung konnten bezüglich der Methylorangezersetzung in wässriger Lösung hohe Abbauratenerreicht werden. Ein weiterer Teil der Arbeit befasst sich mit der Herstellung dichter oxidnitridischer Keramiken durch thermische Ammonolyse dünner Oxidkeramiken und deren umfassende dielektrische Charakterisierung. Die untersuchten Perowskit-Oxidnitride weisen typische Halbleitereigenschaften auf, wobei deren Leitfähigkeiten sowohl auf Sauerstofffehlstellen und damit einhergehender partieller Reduktion, als auch auf thermisch induzierte Elektron-Loch-Paarezurückgeführt werden kann.

Perovskite oxynitrides exhibit interesting optical, photocatalytic and dielectric properties and are therefore promising materials for possible applications such as photocatalysts or semiconductors. In this thesis a new approach was established to synthesize nano single-crystalline oxynitrides with comparatively high photocatalytic activities. High decomposition rates in respect to the solution-based methyl orange decomposition could be achieved by loading the oxynitrides with a suitable co-catalyst. Another part of this work deals with the preparation of dense oxynitride ceramics via thermal ammonolysis of thin oxide pellets. The frequency- and temperature-dependent dielectric characterization of the investigated oxynitrides by impedance spectroscopy revealed a typical semiconducting behavior. The conductivity is caused by oxygen vacancies and partial reduction as well as thermal activated electron-hole pairs either.