FWF - Elektronenmikroskopische Detektion - Elektronenmikroskopische Detektion von Partikelplasmornen

  • Schmidt, Franz, (Teilnehmer (Co-Investigator))
  • Hofer, Ferdinand (Projektleiter (Principal Investigator))

Projekt: Foschungsprojekt

Beschreibung

Messungen der Intensitätsverteilung des optischen Nahfeld um metallische Nanostrukturen ermöglichen eine
detaillierte Analyse der Wechselwirkung von Licht mit dieser Struktur. In den letzten Jahren konnte gezeigt
werden, dass mit elektronenstrahl-basierten Methoden wie ortsaufgelöster electron energy loss spectroscopy
(EELS) und energy filtered transmission electron microscopy (EFTEM) diese optischen Nahfelder mit sehr hoher
lateraler Auflösung detektiert werden können. Bislang wurden diese Methoden nur an kolloidalen Nanopartikeln
demonstriert, die jedoch nicht in beliebiger geometrische Forme und Größe zur Verfügung stehen, da sie durch
Selbstorganisationsprozesse entstehen.
Ziel des gegenständlichen Projektes ist es, Nanostrukturen beliebiger Form und Größe für elektronenstrahl-basierte
Nahfeld-Meßmethoden verfügbar zu machen. Die Standardmethode zur Herstellung derartiger Strukturen ist die
Elektronenstrahllithographie. Die dabei erforderlichen Substratmaterialen (typ. Glas- oder Siliziumsubstrate) sind
jedoch für EELS- und EFTEM-Messungen ungeeignet, da sie aufgrund ihrer Dicke für den Elektronenstrahl
undurchdringlich sind. Diese Problematik wollen wir durch die Entwicklung eines Prozesses umgehen, der uns
erlaubt elektronenstrahllithographisch hergestellte Nanostrukturen auf ein ultradünnes Substrat zu transferieren.
Als erste Untersuchungsobjekte werden Nanopartikelpaare (dipole and bowtie antennas) und Nanoringe dienen.
Bei den Partikelpaaren ist insbesondere die optische Feldstärke im Raum zwischen den Partikeln von hohem
Interesse, da sie laut theoretischen Modellen (im Vergleich zu einem anregenden Lichtfeld) dramatisch erhöht ist.
Diese Verstärkungseffekte sind im Zusammenhang mit oberflächenverstärkten Effekten wie oberflächenverstärkte
Ramanstreuung oder oberflächenverstärkte Fluoreszenz von hohem Interesse. Bei den Nanoringen erwarten wir
aufgrund einer bestimmten (theoretisch vorhersagbaren) Signatur des optischen Nahfeldes einen Plasmonen Mode
mit nennenswertem magnetischem Dipolmoment identifizieren zu können. Diese Ergebnisse werden zum Gebiet
der optischen Metamaterialen Wesentliches beitragen.
StatusAbschlussdatum
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/10/0931/05/14