Untersuchung der Nahfelderhöhung in Clustern von plasmonischen nicht-sphärischen Partikeln unter Berücksichtigung nicht-lokaler Effekte

• Antragsteller: Dr.-Ing. Thomas Wriedt
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398165281

Plasmonik ermöglicht es, Licht im Nanometerbereich zu manipulieren und so hohe und sehr begrenzte elektromagnetische Felder zu erzeugen. Dies wird durch die lokalisierte Oberflächenplasmonresonanz erreicht, die in Metallnanopartikeln aufgrund der kollektiven Oszillation von freien Elektronen auftritt, wenn sie einem einfallenden elektromagnetischen Feld ausgesetzt sind.Die optischen Effekte von plasmonischen Nanostrukturen werden in der Regel durch die klassische Maxwellsche Theorie gut beschrieben, die auf der Verwendung lokaler, frequenzabhängiger dielektrischer Funktionen beruht.Wenn die Strukturgröße kleiner als 10 nm ist oder die Struktur eine kleine Krümmung der Oberfläche aufweist, ist die klassische Maxwellsche Theorie nicht mehr ausreichend und ein neuer Ansatz ist erforderlich, der über die klassische Elektrodynamik hinausgeht, um die auftretenden physikalischen nichtlokalen Effekte zu beschreiben.Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung und Erprobung einer nichtlokalen elektromagnetischen Theorie für Cluster von plasmonischen Nanopartikeln zur Untersuchung der Nahfelderhöhung in Clustern und in der Umgebung von Nanopartikeln, die auf einer ebenen Oberfläche positioniert sind. Sowohl das nichtlokale Hydrodynamic Drude Model (HDD) als auch die Generalized Nonlocal Optical Response (GNOR) Theorie sollen für Cluster von Nanopartikeln im Rahmen der Discrete Sources Method implementiert werden.Das Nahfeld sollte vor allem in der Nähe der Plasmonresonanzwellenlänge des Nanopartikels oder des Nanopartikelsystems hoch sein, aber seine Intensität sollte unter Berücksichtigung nichtlokaler Effekte im Vergleich zur klassischen elektromagnetischen Theorie reduziert sein. Diese Forschungshypothese wird durch eine umfangreiche Simulationsstudie getestet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Kooperationspartner: Professor Dr. Yuri Eremin