Microellipsometrische Untersuchungen geordneter plasmonischer Nanostrukturen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Projekt zielte auf die wissenschaftliche Herausforderung ab, Wechselwirkungen zwischen lokalisierten und Oberflächen-Plasmonen sowie Gittermoden zu beschreiben. Dies beinhaltet die Bedingungen für Modenaufspaltung und die Erzeugung von Fano-Linien in den Spektren, insbesondere den Einfluss des Formfaktors und der Gitter-Ausrichtung auf die optischen Eigenschaften der untersuchten Systeme; Abweichungen der optischen Eigenschaften geordneter Nanostrukturen von Vorhersagen durch die Effektiv-Medium-Näherung; und die Suche nach Moden, die besonders effektiv für Sensoranwendungen und Feldverstärkung sind. All diese Fragen wurden durch Mikroellipsometrie und andere optische spektroskopische Dunkelfeld- und Hellfeld-Methoden sowie theoretische Modellierung untersucht. Die sequenzielle Betrachtung aller dipolaren Wechselwirkungen im jeweiligen System ermöglichte es, Licht auf die Entwicklung der optischen Eigenschaften plasmonischer Nanostrukturen aufgrund unterschiedlicher Wechselwirkungen zu werfen. Außerdem wurde gezeigt, dass die optischen Eigenschaften in geordneten Gitteranordnungen von Nanopartikeln vom Einfallswinkel des anregenden Lichts sowie von der relativen Ausrichtung der Einfallsebene und des Gitters abhängen. Der Vergleich zwischen Theorie und Experimenten demonstrierte klar den Einfluss von Oberflächenplasmonen auf die Wechselwirkungen zwischen den Partikeln. Die Analyse der Resonanzen in den ellipsometrischen Spektren ermöglichte es, Wege zur qualitativen Interpretation ellipsometrischer Spektren vorzuschlagen. Eine direkte Messung der oberflächenverstärkten Raman-Streuung zeigt deutlich den wesentlichen Mechanismus der Signalverstärkung durch Plasmonen.Das Projekt zielte auf die wissenschaftliche Herausforderung ab, Wechselwirkungen zwischen lokalisierten und Oberflächen-Plasmonen sowie Gittermoden zu beschreiben. Dies beinhaltet die Bedingungen für Modenaufspaltung und die Erzeugung von Fano-Linien in den Spektren, insbesondere den Einfluss des Formfaktors und der Gitter-Ausrichtung auf die optischen Eigenschaften der untersuchten Systeme; Abweichungen der optischen Eigenschaften geordneter Nanostrukturen von Vorhersagen durch die Effektiv-Medium-Näherung; und die Suche nach Moden, die besonders effektiv für Sensoranwendungen und Feldverstärkung sind. All diese Fragen wurden durch Mikroellipsometrie und andere optische spektroskopische Dunkelfeld- und Hellfeld-Methoden sowie theoretische Modellierung untersucht. Die sequenzielle Betrachtung aller dipolaren Wechselwirkungen im jeweiligen System ermöglichte es, Licht auf die Entwicklung der optischen Eigenschaften plasmonischer Nanostrukturen aufgrund unterschiedlicher Wechselwirkungen zu werfen. Außerdem wurde gezeigt, dass die optischen Eigenschaften in geordneten Gitteranordnungen von Nanopartikeln vom Einfallswinkel des anregenden Lichts sowie von der relativen Ausrichtung der Einfallsebene und des Gitters abhängen. Der Vergleich zwischen Theorie und Experimenten demonstrierte klar den Einfluss von Oberflächenplasmonen auf die Wechselwirkungen zwischen den Partikeln. Die Analyse der Resonanzen in den ellipsometrischen Spektren ermöglichte es, Wege zur qualitativen Interpretation ellipsometrischer Spektren vorzuschlagen. Eine direkte Messung der oberflächenverstärkten Raman-Streuung zeigt deutlich den wesentlichen Mechanismus der Signalverstärkung durch Plasmonen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Microellipsometry study of plasmonic properties of metal–insulator–metal structures with ordered lattices of nanoparticles. Journal of Applied Physics, 129(12).
Bortchagovsky, E.; Demydenko, Yu.; Bogoslovskaya, A.; Tang, J.; Dai, F.; Fleischer, M.; Milekhin, I.; Sharma, A.; Salvan, G. & Zahn, D. R. T.
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Erratum: “Microellipsometry study of plasmonic properties of metal-insulator-metal structures with ordered lattices of nanoparticles” [J. Appl. Phys. 129, 123104 (2021)]. Journal of Applied Physics, 131(4).
Bortchagovsky, E.; Demydenko, Yu.; Bogoslovskaya, A.; Tang, J.; Dai, F.; Fleischer, M.; Milekhin, I.; Sharma, A.; Salvan, G. & Zahn, D. R. T.
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Exhibition of a film’s resonances in ellipsometric spectra and the Berreman effect. Applied Optics, 62(4), 904.
Bortchagovsky, Eugene & Mishakova, Tetiana
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Micro-ellipsometry of square lattices of plasmonic nanodiscs on dielectric substrates and in metal-insulator-metal configurations. Micro and Nano Engineering, 18, 100172.
Bortchagovsky, Eugene; Simo, P. Christian; Milekhin, Ilya; Tang, Jia; Zahn, Dietrich R.T. & Fleischer, Monika
