Kohärenter Energietransfer in einem selbstassemblierten plasmonischen Gitter

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Tobias König; Professor Dr. Markus Lippitz
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung ; Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404818834

• Erstellungsjahr: 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

In diesem Projekt haben wir die kohärente Energieübertragung an lokalisierten und räumlich ausgedehnten plasmonischen Heterostrukturen systematisch charakterisiert. Hierzu haben wir ein kleines Ensemble von Quantenemittern mit einer räumlich ausgedehnten hybriden plasmonischen Gittermode gekoppelt. Die plasmonischen Eigenschaften sorgen für lokalisierte Hot Spots mit starker Licht-Materie-Wechselwirkung, während das Bragg-Gitter eine räumliche Größe gewährleistet. Um diese zu quantifizieren, haben wir im Rahmen dieses Projekt spektroskopische Methoden zur Bestimmung der Übergangsdipolorientierungen von Farbstoffanordnungen in Heterostrukturen weiterentwickelt. Weiterhin wurde innerhalb des Projekts die präzise Oberflächenmodifikation und eine kontrollierte Ablagerung von Nanopartikel weiter entwickelt, um plasmonische Hohlraumgitter zu erhalten. Die ortsaufgelöste Spektroskopie und die großflächige Selbstanordnung von plasmonischen Kavitäten erlaubt uns zukünftig, die Wellenfunktion der elektronischen Anregung und ihre Quantenkorrelationen zu erfassen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Single Particle Spectroscopy of Radiative Processes in Colloid-to-Film-Coupled Nanoantennas. Zeitschrift für Physikalische Chemie, 232(9-11), 1593-1606.
  Schnepf, Max J.; Brasse, Yannic; Goßler, Fabian R.; Steiner, Anja Maria; Obermeier, Julian; Lippitz, Markus; Fery, Andreas & König, Tobias A.F.
  
• Functional optical surfaces by colloidal self-assembly: Colloid-to-film coupled cavities and colloidal lattices. Habilitation thesis, Technische Universität Dresden, Dresden
  König, T. A. F.
  
• Spectroscopic properties of self-assembled plasmonic and semiconductive nanocrystals for nanophotonic applications. Dissertation, Technische Universität Dresden, Dresden
  Goßler, F. R.
  
• Tunable Circular Dichroism by Photoluminescent Moiré Gratings. Advanced Optical Materials, 9(4).
  Aftenieva, Olha; Schnepf, Max; Mehlhorn, Börge & König, Tobias A. F.
  
• Complex Metal Nanostructures with Programmable Shapes from Simple DNA Building Blocks. Advanced Materials, 33(29).
  Ye, Jingjing; Aftenieva, Olha; Bayrak, Türkan; Jain, Archa; König, Tobias A. F.; Erbe, Artur & Seidel, Ralf
  
• Development of a Teaching Platform about Plasmonics Based on the Color Perception of Colloidal Gold. Journal of Chemical Education, 98(8), 2566-2573.
  Aftenieva, Olha; Schletz, Daniel; Meyer, Antonia; Kühne, Tino; Schmalzriedt, Sierk; Niethammer, Manuela & König, Tobias A. F.
  
• Exploring Plasmonic Resonances Toward “Large‐Scale” Flexible Optical Sensors with Deformation Stability. Advanced Functional Materials, 31(30).
  Ghosh, Anik Kumar; Sarkar, Swagato; Nebel, Lisa Julia; Aftenieva, Olha; Gupta, Vaibhav; Sander, Oliver; Das, Amit; Joseph, Joby; Wießner, Sven; König, Tobias A. F. & Fery, Andreas
  
• Nanoimprint Lithography Facilitated Plasmonic‐Photonic Coupling for Enhanced Photoconductivity and Photocatalysis. Advanced Functional Materials, 31(36).
  Gupta, Vaibhav; Sarkar, Swagato; Aftenieva, Olha; Tsuda, Takuya; Kumar, Labeesh; Schletz, Daniel; Schultz, Johannes; Kiriy, Anton; Fery, Andreas; Vogel, Nicolas & König, Tobias A. F.
  
• Plasmonic Charge Transfers in Large‐Scale Metallic and Colloidal Photonic Crystal Slabs. Advanced Functional Materials, 31(19).
  Sarkar, Swagato; Gupta, Vaibhav; Tsuda, Takuya; Gour, Jeetendra; Singh, Arvind; Aftenieva, Olha; Steiner, Anja M.; Hoffmann, Marisa; Kumar, Sunil; Fery, Andreas; Joseph, Joby & König, Tobias A.F.
  
• Advanced Colloidal Sensors Enabled by an Out‐of‐Plane Lattice Resonance. Advanced Photonics Research, 3(11).
  Gupta, Vaibhav; Aftenieva, Olha; Probst, Patrick T.; Sarkar, Swagato; Steiner, Anja M.; Vogel, Nicolas; Fery, Andreas & König, Tobias A. F.
  
• Anisotropic and non-linear optical properties of self-assembled colloidal metasurfaces. Dissertation, Technische Universität Dresden, Dresden
  Aftenieva, O.
  
• Disentangling the Orientations of Spectrally Overlapping Transition Dipoles in Dense Dye Layers. Nano Letters, 22(18), 7499-7505.
  Schnupfhagn, Christoph; Schumacher, Thorsten; Markus, Paul; Papastavrou, Georg; Aftenieva, Olha; König, Tobias A. F.; Dudko, Volodymyr; Matejdes, Marian; Breu, Josef & Lippitz, Markus
  
• Enhanced Figure of Merit via Hybridized Guided‐Mode Resonances in 2D‐Metallic Photonic Crystal Slabs. Advanced Optical Materials, 10(21).
  Sarkar, Swagato; Ghosh, Anik Kumar; Adnan, Mohammad; Aftenieva, Olha; Gupta, Vaibhav; Fery, Andreas; Joseph, Joby & König, Tobias A. F.
  
• High Yield Synthesis of Water‐Processable Donor:Acceptor Janus Nanoparticles with Tuned Internal Morphology and Highly Efficient Charge Separation/Transfer. Advanced Optical Materials, 10(8).
  Du, Yixuan; Li, Yue; Aftenieva, Olha; Tsuda, Takuya; Formanek, Petr; König, Tobias A. F. & Synytska, Alla
  
• Block Copolymer-Templated Au@CdSe Core-Satellite Nanostructures with Solvent-Dependent Optical Properties. Langmuir, 39(17), 6231-6239.
  Singh, Sajan; Kumar, Labeesh; Horechyy, Andriy; Aftenieva, Olha; Mittal, Mona; Sanwaria, Sunita; Srivastava, Rajiv K.; König, Tobias A. F.; Fery, Andreas & Nandan, Bhanu
  
• Directional Amplified Photoluminescence through Large-Area Perovskite-Based Metasurfaces. ACS Nano, 17(3), 2399-2410.
  Aftenieva, Olha; Brunner, Julius; Adnan, Mohammad; Sarkar, Swagato; Fery, Andreas; Vaynzof, Yana & König, Tobias A. F.
  
• Lasing by Template‐Assisted Self‐Assembled Quantum Dots. Advanced Optical Materials, 11(6).
  Aftenieva, Olha; Sudzius, Markas; Prudnikau, Anatol; Adnan, Mohammad; Sarkar, Swagato; Lesnyak, Vladimir; Leo, Karl; Fery, Andreas & König, Tobias A.F.
  
• Self-assembly of plasmonic nanostructures (Focus Session CPP/HL at the DPG Spring Meeting 2023 in Dresden). Invited speakers: Ullrich Steiner (Adolphe Merkle Institute, Fribourg), Philip Tinnefeld (LMU München), and Stefan Linden (Universität Bonn)
  König, T.A.F. & Lippitz, M.