Plasmonische Effekte in Metall-Nanostruktur-Graphen-Hybriden: Chemische Funktionalisierung und Einsatz in der Sensorik

• Antragsteller: Professor Dr. Kannan Balasubramanian
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 425219379

Plasmonische Effekte in Metallnanostrukturen sind vielversprechend für den Einsatz in der chemischen Sensorik und Biosensorik aufgrund derer hohen Empfindlichkeit gegenüber Bindungs- und Wachstumsphänomene an Grenzflächen. Oberflächenplasmonenresonanzen (SPR) in Metallfilmen wandeln spezifische Bindungen an Oberflächen in Änderungen in Absorptionseigenschaften um. Lokalisierte Oberflächenplasmonen (LSPR) in Metallnanopartikeln ermöglichen Veränderungen in den lokalen dielektrischen Eigenschaften auf einfacher Art und Weise zu erfassen. Der Einsatz von Graphen in Zusammenhang mit plasmonischen Strukturen eröffnet neue Möglichkeiten im Bereich der Sensorik. Dieses Projekt beschäftigt sich mit einer systematischen Untersuchung von Hybridstrukturen aus Graphen und Metalloberflächen und hat zwei Ziele vor. Als Erstes soll die hohe Empfindlichkeit von SPR ausgenutzt werden um das Wachstum von funktionellen Schichten auf Graphen mittels elektrochemischer Funktionalisierung in Echtzeit zu untersuchen. In diesem Rahmen soll auch die Möglichkeit der Einstellung der Sensitivität des SPRs mittels eines angelegten Potentials erkundet werden. Zweitens soll die hohe Lichtempfindlichkeit (engl. photoresponsivity) von Graphen ausgenutzt werden und neue Anordnungen von Graphen-Metallnanopartikel-Hybriden als elektrische Detektoren von LSPR der Nanopartikeln evaluiert werden. Zusammengefasst, sollen die Aktivitäten die Einsatzmöglichkeiten der (L)SPR-basierten Detektion mittels Graphen erweitern und neue Wege für routinemäßige chemische Sensoren und Biosensoren eröffnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen