Titelaufnahme

Titel
The influence of nanometric surface morphology on surface plasmon resonances and surface enhanced effects of metal nanoparticles / Jean-Claude Tinguely
Weitere Titel
The influence of nanometric surface morphology on surface plasmon resonances and surface enhanced effects of metal nanoparticles
Verfasser/ VerfasserinTinguely, Jean-Claude
Begutachter / BegutachterinHohenau Andreas ; Nordin Felidj
Erschienen2012
Umfang130 S. : Zsfassung ; Ill., graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Diss., 2012
Anmerkung
Zsfassung in dt. und engl. Sprache
Anmerkung
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (GND)Metallteilchen / Nanopartikel / Oberflächenplasmonresonanz / Metallteilchen / Nanopartikel / Oberflächenplasmonresonanz / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-36357 Persistent Identifier (URN)
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The influence of nanometric surface morphology on surface plasmon resonances and surface enhanced effects of metal nanoparticles [5.18 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Oberflächenrauheit und Polykristallinität sind charakteristische Eigenschaften von Nanopartikeln deren Herstellmethoden die Vakkuumbedampfung von Metallen beinhalten, beispielsweise Elektronenstahllitho-graphie (EBL). Dies führt zu nicht reproduzierbaren Unterschieden zwischen nominell identischen Struk-turen. Um den Einfluss dieser zwei Eigenschaften auf die Oberflächenplasmonen-Resonanzen (LSP) und die damit verbundenen oberflächenverstärkten Effekte, z.B. oberflächenverstärkte Raman Streuung (SERS), zu untersuchen, wurde ein systematischer Vergleich von EBL Strukturen, kolloidalen Nanopartikeln und theoretische Modellen angestellt. Durch Tempern der EBL Strukturen konnten Polykristallinität und Oberflächenrauheit reduziert werden, wobei die Charakterisierungen der dielektrischen Funktion von Goldfilmen und der LSP Spektren aus Partikelensembles eine Zunahme der Dipolstärke zeigten. Die durch die Rauheit hervorgerufenen Unterschiede zwischen nominell identischen EBL Partikeln zeigten eine nur minimale Auswirkung auf die optischen Fernfeldeigenschaften. Eine analoge Untersuchung zum Einfluss der Polykristallinität, wurde durch den dominierenden Beitrag der Strahlungsdämpfung zur LSP verhindert. Im optischen Nahfeldbereich, konnte mittels SERS Messungen gezeigt werden, daß die Abnahme der Oberflächenrauheit und die Verstärkung der LSP-Stärke bei resonanter Anregung die SERS Verstärkung entgegengesetzt aber in etwa gleicher Größe beeinflussen.Unter nicht-resonanten Anregungsbedingungen hingegen dominieren als "Hot-Spots" agierenden Oberflächenprotuberanzen die SERS-Verstärkung. Mittels Modellrechnungen wurde der kritische Einfluss der Positionen dieser Protuberanzen auf den Partikeln in Hinsicht auf die Ladungsdichteverteilung und die optischen Nahfelder gezeigt. Mit der Zielsetzung einer besseren Vergleichbarkeit unterschiedlich hergestellter, plasmonischer Nanopartikel, wurde eine neue Methode zur Abscheidung kolloidaler Na-nopartikeln entwickelt.

Zusammenfassung (Englisch)

Surface roughness and polycristallinity are characteristics of vacuum metal deposition based nanoparticle production methods as electron beam lithography (EBL), leading to irreproducible variations between nominally identical structures. In order to increase the understanding of their impact at localized surface plasmon (LSP) resonance and surface-enhanced effects as surface-enhanced Raman scattering (SERS), a systematic comparison was drawn between EBL structures, colloidal nanoparticles and theoretical models.Polycristallinity and surface roughness were shown to be decreased by thermal annealing, and characterizations of the dielectric function and LSP spectra of particle ensembles showed a resulting increase in dipole strength. Roughness related shape variations between nominally identical EBL particles were demonstrated as presenting minor consequences in the optical far-field regime. A similar investigation of the polycristallinity influence was impeded by a dominating influence of radiation damping in LSP spectra. At the optical near-field regime, SERS experiments demonstrated a well-balanced competition between annealing-induced roughness decrease and enhanced LSP efficiency for resonant LSP excitation. Non-resonant conditions visualized the importance of surface protuberances acting as hot-spots. Finally, modeling experiments evidenced a critical influence of protuberance positions according to the charge density distribution. Additionally, with the intent of providing better comparability between different particle production possibilities, a novel deposition technique presenting advantages towards established localization methods was introduced for colloidal nanoparticles.

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