Plasmonkontrolle mit THz Pulsen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Franz Xaver Kärtner; Professor Dr. Holger Lange; Dr. Malte Selig
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen ; Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 432266622

Plasmonik behandelt Wechselwirkungen des elektrischen Felds von Licht mit Leitungsbandelektronen in Metallen. Metallnanopartikel können auf diese Weise das Lichtfeld auf sehr kleinen Skalen kondensieren. Aus diesem Effekt ist ein breites Forschungsfeld mit Anwendungen im Bereich der Photovoltaik, Telekommunikation und Sensorik entstanden. Viele der Anwendungskonzepte benötigen eine schnelle Modulation der Plasmoneigenschaften, die sogenannte "aktive Plasmonik". Da das Plasmon von kollektiven Leitungsbandelektronen getragen wird, erlaubt die Beeinflussung der Leitungsbandelektronen eine Beeinflussung des Plasmons. Jüngst vorgeschlagene Konzepte nutzen zum Beispiel die Elektrochemie um Ladungsträger in Goldnanopartikel einzubringen und so das Plasmon zu ändern. Die resultierenden Änderungen sind allerdings nicht stark und vor allem zu langsam für echte Anwendungen. Wir schlagen im Projekt eine Änderung des Elektronengases mit starken elektrischen Feldern vor, erzeugt von kurzen THz Pulsen. Testexperimente konnten sModulationen auf Picosekundenskaletarke n zeigen. In unserem Projekt soll eine systematische experimentelle Studie des Effekts erfolgen und wir wollen eine Theorie entwickeln, die den Effekt erklärt und neues Verständnis zur Wechselwirkung mit kurzen, starken Feldern und Metallen erzeugt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Kooperationspartner: Dr. Arya Fallahi