Laserinduzierte Oberflächenstrukturierung mit optischen Nahfeldern von Nanopartikeln

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Optische Nahfelder an Nanostrukturen können hohe Feldverstärkungen auf kleinsten räumlichen Skalen erzeugen. Dieser, inzwischen gut untersuchte Effekt soll im Rahmen dieser Arbeit nicht mehr nur dazu genutzt werden, nanometrische Löcher zu bohren, sondern Schaltungsvorgänge in ferroelektrischen Materialien zu erzeugen. Diese Strukturen sollen einen Weg in die Miniaturisierung von ferroelektrischen Schaltelementen aufzeigen und erstmals die Nutzbarkeit von Nahfeldern für reversible Anwendungen demonstrieren. Ferroelektrische Oberflächen werden durch Antennen periodischer oder statistisch verteilter Nanopartikel strukturiert und durch Femtosekundenlaserbestrahlung geschaltet. Es konnte bereits gezeigt werden, dass die starke Feldüberhöhung zu nichtthermischen Wechselwirkungen führt, so dass hier auch gerichtete Wechselwirkungen entlang des elektrischen Feldes erwartet werden, die dem System eine Direktionalität aufprägen können. Das bildet die Grundlage für ein gezieltes Schalten von 90 Grad Domänen, im Gegensatz zu bisher erreichter thermischer Manipulation.