Räumliche und spektrale Charakterisierung plasmonischer Moden in Metall-Nanostrukturen mit elektronenmikroskopischen und optischen Methoden

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Die optischen Eigenschaften metallischer Nanostrukturen werden maßgeblich durch resonante kollektive Anregungen der Leitungsbandelektronen, sogenannte Partikel-Plasmonen, bestimmt. Partikel-Plasmonen sind mit lokalisierten Überhöhungen des elektromagnetischen Feldes verknüpft. Die Anregungsenergie und die räumliche Nahfeldverteilung der Partikel-Plasmonen-Moden werden durch die Morphologie der metallischen Nanostruktur und deren dielektrischen Umgebung kontrolliert. Ein experimenteller Zugang zur räumlichen Nahfeldverteilung der Partikel-Plasmonen-Moden ist von entscheidender Bedeutung, um Fortschritte beim Design plasmonischer Strukturen zu erzielen. Im beantragten Projekt soll die räumliche und spektrale Charakteristik lithographisch hergestellter Metall- Nanostrukturen mittels Elektronen-Energieverlust-Spektroskopie und optischen Methoden untersucht werden. Durch die Kombination dieser Methoden sollen neue Einblicke in die Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei der Partikel-Plasmonen-Anregung durch hochenergetische Elektronen und Licht gewonnen werden. Ziel des Projektes ist unter anderem die Untersuchung von elektromagnetischen Kopplungseffekten zwischen Metall-Nanostrukturen, die Anregung optisch dunkler Moden und die Aufklärung des wesentlichen Beitrags zur intrinsischen optischen Nichtlinearität metallischer Nanostrukturen.