k-abhängige optische Eigenschaften metall-dielektrischer Nanostrukturen
Final Report Abstract
Die Müller-Matrix Ellipsometrie hat in den letzten Jahren einen enormen Aufschwung genommen. Das ist auf der einen Seite der Tatsache geschuldet, dass es mittlerweile kommerziell verfügbare Ellipsometer gibt, die alle 16 Müller-Matrix-Elemente messen können. Zum anderen ist deutlich geworden, dass für ein tieferes Verständnis neuer optischer Materialien die gesamte optische Antwort benötigt wird. Dies gilt insbesondere für alle nanostrukturierten Proben die inhärent inhomogen und/oder anisotrop sind. Die Erkenntnis, dass diese Art Proben sich nicht mit effektiven optischen Parametern beschreiben lassen, auch nicht mit bi-anisotropen, setzt sich in der wissenschaftlichen Gemeinschaft langsam durch. Für deren Charakterisierung sind ellipsometrische Messungen unter verschiedenen Einfallswinkeln und unterschiedlichen azimuthalen Orientierungen notwendig. Theoretisch lassen sich diese Proben nur durch Simulationen beschreiben, die die volle dreidimensionale Struktur der Proben einbeziehen. Durch den Vergleich von, aus solchen Simulationen errechneten Müller-Matrizen, mit gemessenen, haben wir mit unseren Arbeiten wesentlich zu diesem Verständnis beigetragen. Insbesondere an den oben diskutierten Meanderstrukturen konnte gezeigt werden, dass sich durch die Wechselbeziehung von Simulation und Messung Betrag und Phase der polarisationsabhängigen optischen Antwort maßschneidern lassen, und sich damit neue, in der Natur nicht vorkommende optischen Eigenschaften in plasmonischen Nanostrukturen realisieren lassen.
Publications
- „Optical transmission through subwavelength hole arrays in ultrathin metal films“, Physical Review B 84, 155419 (2011)
J. Braun, B. Gompf, T. Weiss, H. Giessen, M. Dressel, U. Hübner
- “k-dependent optics of nanostructures: Spatial dispersion of metallic nanorings and split-ring resonator” , Physical Review B 86, 075462 (2012)
Bruno Gompf, Barbara Krausz, Bettina Frank, and Martin Dressel
(See online at https://doi.org/10.1103/PhysRevB.86.075462) - „Optical anisotropies of single-meander plasmonic metasurfaces analyzed by Mueller matrix spectroscopy”, Physical Review B 89, 195434 (2014)
Audrey Berrier, Bruno Gompf, Liwei Fu, Thomas Weiss, and Heinz Schweizer
(See online at https://doi.org/10.1103/PhysRevB.89.195434)
