Untersuchungen zum Einsetzen von Quanteneffekten in Dimeren aus Goldnanopartikeln

• Antragsteller: Dr. Jun Hee Yoon
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 322224412

Dimere von Nanopartikeln (NP) aus Edelmetallen sind das einfachste Modell für plasmonisch aktive Assemblate mit interessanten neuen optischen Eigenschaften. Quanteneffekte wie Tunneln werden bei sehr kurzen Abständen zwischen den Partikeln oder bei einem elektrisch leitenden Medium dazwischen beobachtet. Die theoretische Physik kann das Einsetzen von Quanteneffekten in Metall-NP-Dimeren vorhersagen. Allerdings können die Experimentatoren bislang noch nicht die entsprechenden, in der Theorie idealisiert behandelten Dimer-Strukturen herstellen, um deren optischen Eigenschaften direkt mit den theoretisch vorhergesagten vergleichen zu können. Dieses Projekt zielt daher auf die Synthese von hochsymmetrischen Gold-NP-Dimeren aus Kugeln und Würfeln ab. Der Einsatz von molekularen Brückenmolekülen mit unterschiedlicher Kettenlänge ermöglichst die genaue Einstellung des Abstandes in den Dimeren, während die Anzahl der konjugierten Doppelbindungen in den Brückenmolekülen die elektrische Leitfähigkeit der Lücke bestimmt. Optische Streuexperimente auf dem Einzelpartikel-Niveau werden korreliert mit hochauflösender Elektronenmikroskopie. Die systematische Verringerung des Dimer-Abstandes bzw. die Vergrößerung der elektrischen Leitfähigkeit der Lücke erlauben die experimentelle Bestimmung des Eintretens von Quanteneffekten in diesen plasmonisch aktiven Dimeren mit hoher Richtigkeit und Genauigkeit. Dies erlaubt die verlässliche experimentelle Überprüfung theoretischer Vorhersagen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Spanien
• Kooperationspartner: Professor Dr. Javier Aizpurua, Ph.D.