Pyridin-vermittelte Synthese nanopartikulärer Nitride und unedler Metalle

“for the invention of efficient blue light-emitting diodes, which has enabled bright and energy-saving white light sources“ [1]

Mit dieser Begr-undung verlieh das Nobelpreiskomitee 2014 den Nobelpreis f-ur Physik an zwei physiker und einen Elektroingenieur.[1] Diesen war die Entwicklung der ersten hellen blauen Leuchtdiode (LED) gelungen. M-oglich war dies durch die optimierte Darstellung von hochkristallinem, defektfreiem Galliumnitrid (GaN).[2–4] Die stetige Weiterentwicklung erm-oglichte ebenso die Herstellung der ersten weisen LED. Neben GaN kommen in diesen auch weitere Nitride zum Einsatz. Viele dieser, aus Metall-Kationen und Nitrid (N3-)-Anionen zusammengesetzten Verbindungen sind erst seit kurzem zug-anglich. Nichtsdestotrotz sind sie bereits jetzt essentielle Bestandteile vieler moderner, optoelektronischer Ger-ate.[5,6] Neben dem Bereich der Optoelektronik gewinnen Nitride derzeit zum Beispiel in der Katalyse[7,8] und Mikroelektronik[9] zunehmend an Bedeutung. Weiterhin kommen sie in Oberfl-achenh-artung zum Einsatz und dienen als Hartstoffe, Hochtemperatur- und feuerfeste Keramikwerkstoffe. Weiter gelten sie als potentielle Materialien f-ur Hochleistungsbatterien[10,11] sowie Gasspeicherung.[12] Konventionelle Syntheserouten f-ur Metallnitride sind Hochtemperatur-Synthesen wie die Ammonolyse von Oxiden (1), die direkte Nitridierung von Metallen (2) und die Metathesereaktion zwischen Metallhalogeniden und Li3N (3) (Abb. 1.1). Die beiden ersten Ans-atze ben-otigen zur kompletten Ammonolyse (1) beziehungsweise zur Aktivierung des stabilen N2-Molek-uls hohe Temperaturen von 450 bis -uber 1000 °C.[13] Die Reaktion eines Metallhalogenids mit Li3N zur Darstellung von Nitriden wird thermisch initiiert und ist selbst oft so exotherm, dass Temperaturen -uber 600 °C entstehen, und die Reaktion gar explosiv ablaufen kann. Ein generelles Problem bei der Synthese von Metallnitriden sind bislang m-ogliche Kontaminationen durch leichte Elemente wie Kohlenstoff, Wasserstoff oder Sauerstoff.