Das Paper “Spectral Tuning of Plasmonic Activity in 3D Nanostructures via High-Precision Nano Printing” des FELMI-ZFE Instituts beschäftigt sich mit den einzigartigen optischen Eigenschaften plasmonischer Nanopartikel, welche zunehmend in kommerziellen Produkte wie Photovoltaik oder biologischen und chemischen Sensoren Verwendung finden.
Um das Abstimmen ihrer plasmonischen Eigenschaften entsprechend der angestrebten Anwendung zu ermöglichen, ist es essentiell die Geometrie bis ins kleinste Detail zu kontrollieren. Dies konnte in der Vergangenheit für komplexe 3D-Nanoarchitekturen noch nicht zuverlässig garantiert werden.
In diesem Paper wird nun vorgestellt, wie die fokussierte elektronenstrahlinduzierte Abscheidung (FEBID), eine hochflexible additive 3D-Direktschreibtechnologie mit räumlicher Präzision im Nanobereich für die kontrollierte und abstimmbare Herstellung plasmonisch aktiver 3D-Nanostrukturen verwendet wird, die hochlokalisierte, gut definierte und vorhersagbare lokale Resonanzen aufweisen.
Als Modellsysteme werden Gold-Nanodrähte und 3D-Nanospitzen verschiedener Geometrien mittels FEBID hergestellt und charakterisiert, indem sie mit Hilfe der Elektronen-Energieverlust-Spektroskopie (STEM-EELS) kartiert werden. Die Ergebnisse werden durch entsprechende Simulationen ergänzt, die eine sehr gute Übereinstimmung mit den experimentellen Befunden zeigen.
FusionScope ermöglichte es den Forschenden, die zuvor mittels STEM-EELS analysierten Au-Nanostrukturen präzise zu identifizieren, anzunähern und zu charakterisieren. Da diese Nanostrukturen auf einem nur 5 nm dicken TEM-Grid aufgebracht sind und nur wenige Nanometer groß sind, stellt dies eine besondere Herausforderung dar, die aber vom FusionScope bravourös gemeistert werden kann. Dank dieser zusätzlichen Erkenntnisse können die Nanostrukturen auf ihre genauen Querschnittsprofile hin untersucht werden, was für die spätere Modellierung unerlässlich ist.

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