Diese Masterarbeit beschäftigt sich hauptsächlich mit der Studie von single walled carbon nanotubes (SWCNTs) sowie mit der Änderung deren elektronischer Eigenschaften, hervorgerufen durch deren Dotierung mit N beziehungsweise B. Hinsichtlich der Synthese von Nanoröhren existiert bereits eine breite Menge an Literatur, welche sich in erster Linie mit multi-walled nanotubes Strukturen beschäftigt. Obwohl die meisten jener Studien auch von der Verwendung von single-walled nanotubes sprechen, haben die experimentellen Methoden um solche Strukturen zu erhalten erst kürzlich die bisherigen Schwierigkeiten bei der Synthese von dotierten single-walled carbon nanotubes überwunden. Aus diesem Grund wird die umfassende Charakterisierung gerade dieser relativ neuen Materialien dringend benötigt. In der vorliegenden Arbeit wurden unterschiedliche Arten von SWCNTs, welche mittels diverser spektroskopischer Techniken mit Stickstoff dotiert wurden, untersucht. In situ wurde die Dotierung während des Wachstums in N-dotierten SWCNTs studiert, wobei in diesem Fall hauptsächlich die chemical vapor deposition auf zwei verschiedene Arten als Synthesemethode angewendet wurde. Des Weiteren wurde die SWCNTs-Dotierung mit N auch nach deren Synthese an einem pristine laser ablation SWCNTs buckypaper untersucht, wobei N+2 Ionen implantiert wurden. Im
Zuge dieses Projektes wurde ebenso versucht die kontrollierte Synthese B-dotierter single-walled nanotubes mittels der high vacuum chemical vapor deposition-Methode zu optimieren. Die optischen und elektronischen Eigenschaften dieser Nanoröhren wurden einerseits durch spektroskopische Techniken (optische Absorption, Multi-Frequenz Raman-spektroskopie, Photoluminiszenz) als auch mittels zusätzlicher, dazu komplementärer Studien, durchgeführt im Zuge der Zusammenarbeit mit diversen anderen Gruppen (XPS, TEM, EELS), auf welche in späteren Textpassagen noch weiter eingegangen wird, analysiert.This master thesis is mainly focused on the study of single walled-carbon nanotubes (SWCNTs) and the changes of their electronic properties upon doping with N and B. The literature related to the topic of synthesis is relatively vast regarding multi-walled nanotube structures. However, although most of the theoretical studies involve the use of single walled material, the experimental methods to obtain such structures have only recently overcome the difficulties to synthesize doped single-walled carbon nanotubes. For this reason, an extensive characterization of these relatively new materials is still urgently required.
In this work, different kinds of SWCNTs doped with nitrogen via different spectroscopic techniques have been studied. In situ doping during growth was studied in N-doped SWCNTs, in which case the main synthesis method was chemical vapor deposition in two different types. Additionally, post synthesis doping with N on SWCNTs was studied on a buckypaper of pristine laser ablation SWCNTs where N+2 ion implantation was applied. During this project, the controlled synthesis of singlewalled nanotubes doped with B was optimized via the high vacuum chemical vapor
deposition method. The optical and electronic properties of these nanotubes were examined also by the spectroscopic techniques (optical absorption, multi-frequency Raman spectroscopy, photoluminescence), and complemented with additional studies done via collaborations (XPS, TEM, EELS), which will be mentioned along the text where it applies
