PlasCode - Plasmonische Codierung in intelligenten mesoskopischen Partikeln für deren dynamische Erfassung in Fluidströmen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Forschungsarbeiten im Projekt haben eindrucksvoll gezeigt, dass die Realisierung einer plasmonischen Kodierung von Mikropartikeln erreicht werden kann. Insbesondere haben sich die spaltplasmonischen Strukturen (Metall-Isolator-Metall) als äußerst geeignet erwiesen, um besonders die Anforderungen der Winkelunabhängigkeit zu erfüllen. Für die weniger vorteilhaften spektralen Breiten (FWHM) der winkelunabhängigen spektralen Komponenten wurde eine verbesserte Lösung vorgeschlagen: die Kombination von Fabry- Perot-Cavities mit Nanohole-Gittern auf einer gemeinsamen Oberfläche. Die entwickelten Fertigungsverfahren zeigen sich dabei als äußerst geeignet für eine kostengünstige Massenfertigung auf großen Flächen. Im Rahmen der Herstellung plasmonisch kodierter Partikel mittels Laserschneiden wurde ebenfalls erfolgreich ein massentaugliches Verfahren etabliert. Dies umfasste die Platzierung der plasmonisch vorbereiteten Folien auf einer vorstrukturierten Unterlage, die unter Vakuum gehalten werden kann. Anschließend erfolgte das zielgerichtete Laserschneiden der Würfelgeometrie. Durch abschließendes Anlegen des Vakuums konnten die Würfel gefaltet werden. Besonderes Augenmerk wurde auf geeignete Arretiermechanismen für die Partikel gelegt, um eine dauerhafte Fixierung aller Flächen der Würfel und somit eine hohe Gesamtstabilität sicherzustellen. Die so gefertigten Strukturen erwiesen sich als fähig, kleine Mikropartikel einzufangen, und die plasmonische Signatur der Würfel konnte im Experiment erfolgreich identifiziert werden. Trotz dieser Erfolge wurden einige geplante Aspekte aufgrund zeitlicher Verzögerungen nicht erreicht, darunter die Detektion der Partikel im kontinuierlichen Fluidstrom, die ursprünglich geplant.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Influences on Plasmon Resonance Linewidth in Metal−Insulator−Metal Structures Obtained via Colloidal Self-Assembly. ACS Applied Materials & Interfaces, 12(50), 56281-56289.
Yu, Ye; Schletz, Daniel; Reif, Johanna; Winkler, Felix; Albert, Matthias; Fery, Andreas & Kirchner, Robert
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Plasmonic 3D Self‐Folding Architectures via Vacuum Microforming. Small, 18(7).
Yu, Ye; Lorenz, Pierre; Strobel, Carsten; Zajadacz, Joachim; Albert, Matthias; Zimmer, Klaus & Kirchner, Robert
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Mid- and far-infrared localized surface plasmon resonances in chalcogen-hyperdoped silicon. Nanoscale, 14(7), 2826-2836.
Wang, Mao; Yu, Ye; Prucnal, Slawomir; Berencén, Yonder; Shaikh, Mohd Saif; Rebohle, Lars; Khan, Muhammad Bilal; Zviagin, Vitaly; Hübner, René; Pashkin, Alexej; Erbe, Artur; Georgiev, Yordan M.; Grundmann, Marius; Helm, Manfred; Kirchner, Robert & Zhou, Shengqiang
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Dry release of MEMS origami using thin Al2O3 films for facet-based device integration. Micro and Nano Engineering, 19, 100179.
Zhang, J.; Reif, J.; Strobel, C.; Chava, P.; Erbe, A.; Voigt, A.; Mikolajick, T. & Kirchner, R.
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Fabrication of microcubes with plasmonic functionalization by laser precision machining of modified polymer foils, EMRS SPRING MEETING 2023
Pierre Lorenz, Joachim Zajadacz, Martin Ehrhardt, Andriy Lotnyk, Ye Yu, Robert Kirchner & Klaus Zimmer
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Fabrication of Plasmonic Microcubes by Laser Ablation of Au‐Nanoparticles‐Loaded Acrylate. physica status solidi (a), 221(15).
Lorenz, Pierre; Zajadacz, Joachim; Lotnyk, Andriy; Gerlach, Jürgen W.; Ehrhardt, Martin; Kirchner, Robert & Zimmer, Klaus
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Laser Cutting of Polymer Templates for Water-Droplet Induced Self-Folding of Cubes: Hinge Geometry Optimization. Journal of Laser Micro/Nanoengineering.
P. Lorenz; R. Franz; M. Ehrhardt; G.Lecrivain; R. Kirchner & K. Zimmer
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Quantum Dots Facilitate 3D Two‐Photon Laser Lithography. Advanced Materials, 35(29).
Yu, Ye; Prudnikau, Anatol; Lesnyak, Vladimir & Kirchner, Robert
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Self-folding microcubes of laser-cut templates, DPG Frühjahrstagung 2023 Dresden
Pierre Lorenz, Ye Yu, Ronald Franz, Joachim Zajadacz, Martin Ehrhardt, Robert Kirchner, Gregory Lecrivain & Klaus Zimmer
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Self-folding of two-dimensional thin templates into pyramidal micro-structures by a liquid drop - a numerical model, Proceedings A, Submitted, Rodare. Open-Access
G. Lecrivain, P. Lorenz, K. Zimmer & U. Hampel
