Titelaufnahme

Titel
STM of illuminated plasmonic nanoparticles / Andreas Tischler
Weitere Titel
Scanning tunneling microscopy of illuminated plasmonic nanoparticles
Verfasser/ VerfasserinTischler, Andreas
Begutachter / BegutachterinHohenau, Andreas
ErschienenGraz, 2016
Umfangxi, 82 Seiten : Illustrationen
HochschulschriftKarl-Franzens-Universität Graz, Masterarbeit, 2016
Anmerkung
Abweichender Titel laut Übersetzung des Verfassers/der Verfasserin
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Nanopartikel / Metallteilchen / Licht / Plasmon / Elektromagnetisches Feld
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-108008 Persistent Identifier (URN)
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STM of illuminated plasmonic nanoparticles [9.79 mb]
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Wenn Licht auf metallische Nanopartikel auftrifft, kann dieses das quasifreie Elektronengas des Metalls zu kollektiven Schwingungen anregen. Das zu einer solchen Schwingung korrespondierende Quasiteilchen nennt man Partikelplasmon. Eine wichtige Eigenschaft solcher Plasmonen ist, dass sie im resonanten Fall das treibende elektromagnetische Feld lokal um bis zu 3 Größenordnungen verstärken können. Wenn nun ein Rastertunnelmikroskop verwendet wird um solche beleuchtete, metallische Nanopartikel zu untersuchen, wird das von der Bias Spannung generierte elektrische Feld von der elektrischen Komponente der, durch die Nanopartikel resonant verstärkten, Nahfeldern überlagert. Da diese Felder mit der Frequenz von sichtbaren Licht oszillieren (>300 THz) ist ihr Einfluss auf den Tunnelstrom nicht direkt messbar. Allerdings legen neuere Publikationen nahe, dass ein Gleichrichteffekt des Tunnelüberganges zu einem DC-Offset des Tunnelstromes führen könnte. Falls messbar würde dieser Offsets im Stromsignal eine Messung der lokalen Feldverteilung plasmonischer Partikel ermöglichen. Um diesen Offset zu messen wurde, mit einem Laser, Licht in den Tunnelübergang zwischen Raster-Tunnel-Spitze und Nanopartikel eingestrahlt. Die Intensität des eingestrahlten Lichtes wurde hierbei moduliert und der gemessene Tunnelstrom demoduliert. In einem derart aufgenommenen Bild befinden sich nun verschiedenste Beiträge, welche durch den Effekt thermischer Ausdehnung, durch optische Effekte oder durch Oszillationen des Feedbacksystems verursacht werden können.Im Folgenden werden nun sowohl die Auswirkungen des Feedbacksystems des RTM, als auch der thermischen Ausdehnung auf den Tunnelstrom untersucht um mögliche Beiträge durch den Effekt optischer Gleichrichtung zu identifizieren.

Zusammenfassung (Englisch)

Plasmonic nanoparticles are known to exhibit strongly localized near fields, that can surpass the exciting fields by up to 3 orders of magnitude. Even higher field enhancements can occur in the gaps between two plasmonic nanoparticles. When measuring with a scanning tunneling microscope (STM) across such illuminated nanoparticles the electric field, generated by the bias voltage is superimposed by these strongly enhanced, oscillating fields. Since these fields have a frequency in the range of several 100 THz one should not be able to directly measure their influence on the tunneling current. However recent publications suggest that a process of rectification could lead to a DC offset in the tunneling current. To measure this offset, the light that was irradiated into the gap between STM-tip and nanoparticles was modulated and the measured tunneling current was demodulated with a Lock-In amplifier. An image recorded in such a way should have contributions caused by thermal expansion of sample and tip, optical rectification and even contributions generated by oscillations of the feedback loop. Both the influence of thermal expansion and feedback oscillations are then further investigated in order to identify possible contributions arising from optical rectification.