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Title
Optical Properties of Semiconductor-Metal Hybrid Nanoparticles / Jakob Philipp Ebner
AuthorEbner, Jakob Philipp
CensorHohenester Ulrich
Published2013
Description62 Bl. : 2 Zsfassungen ; Ill., graph. Darst.
Institutional NoteGraz, Univ., Dipl.-Arb., 2013
Annotation
Zsfassung in dt. und engl. Sprache
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (GND)Nanopartikel / Metallteilchen / Elektrostatik / Halbleiter / Optische Eigenschaft / Nanopartikel / Metallteilchen / Elektrostatik / Halbleiter / Optische Eigenschaft / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-46187 Persistent Identifier (URN)
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Optical Properties of Semiconductor-Metal Hybrid Nanoparticles [2.42 mb]
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Abstract (German)

In dieser Diplomarbeit untersuche ich die optischen Eigenschaften von zusammengesetzten Nanopartikeln bestehend aus einem metallischen und einem halbleitenden Teil. Ich untersuche den elektrostatischen Einfluss des metallischen Partikels auf die Exciton-Zustände des Halbleiters. Weiters berechne ich den Effekt des Halbleiters auf Plasmonene die optisch an der Metalloberfläche angeregt werden können. Ich entwickle eine Methode um die Polarisation des Halbleiters durch ein externes und ein plasmonisches Feld zu berechnen. Mit Hilfe der Polarisation kann dann der Streu- und Absorptionsquerschnitt für das Hybridpartikel berechnet werden.Ich simuliere ein Modellsystem in dem der Halbleiter durch einige Parameter beschrieben wird. Die Geometrie des Systems ähnelt einem Streichholz mit einem halbleitendem Stab und einem metallischem Kopf. Für die Simulationen benutze ich Matlab mit der MNPBEM toolbox. Diese verwendet die extit

Abstract (English)

In this thesis I study the optical properties of a hybrid nanoparticle consisting of a metal and a semiconductor part. I examine the electrostatic influence of the metallic particle on the exciton states. Further, I calculate the effect of the semiconductor on the plasmon that is optically created on the metal surface. I derive a framework to calculate the polarization of the semiconductor due to the external and plasmonic fields, and use it to obtain the scattering and absorption spectra for the combined particle.I treat a model system where the semiconductor is approximated by a few material specific parameters and the geometry is a match stick shaped structure with a semiconducting rod and a metallic tip. For our simulations I use the MNPBEM toolbox for Matlab, which uses the boundary element method for the calculation of electromagnetic potentials. I find that the optical response of the combined particle is enhanced with respect to the response of separated particles. Exciton resonances are shifted to lower energies in the presence of a metal and the exciton-dipole self interaction via the environment appears to have very little effect on the optical properties.

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