Efficient Surface Plasmon Excitation in Resonant Structures via Inelastic Electron Tunneling
Final Report Abstract
Oberflächenplasmonen sind Oszillationen der Elektronendichte an Metalloberflächen. Mit ihnen einher geht eine elektromagnetische Welle, welche an die Oberfläche gebunden ist und an der Grenzfläche entlang propagieren kann. Die Anregung dieser Oberflächenwellen wird in Experimenten meist durch Lichtquellen wie Laser realisiert. Es ist jedoch auch möglich, Plasmonen durch geladene Teilchen zu erzeugen. Die Arbeiten in diesem Projekt setzten sich mit dem Anregen von Oberflächenplasmonen durch inelastisches Elektronentunneln auseinander. Es wurden dafür Metall-Isolator-Metall-Tunnelkontakte (MIM) und Metall-Isolator-Halbleiter-Tunnelkontakte (MIS) hergestellt und charakterisiert. Die angeregten Oberflächenplasmonen können durch Streuung als Photon abgestrahlt werden. Dieses Licht wurde im Rahmen dieses Projekts genutzt, um die ablaufenden Prozesse zu charakterisieren. Es wurde durch den Einsatz spezieller Materialien, wie Siliziumwafern oder monokristallinen Goldplättchen, die Stabilität und die optischen Eigenschaften des emittierenden Lichts optimiert. Die gewonnenen Erkenntnisse könnten dafür genutzt werden, extrem kleine Plasmonenquellen zu realisieren, welche sich direkt mit anderen plasmonischen Bauelementen, wie Wellenleitern, auf Chip-Niveau kombinieren lassen. Ebenso stellen die lichtemittierenden Tunnelkontakte robuste und schnelle elektro-optische Koppler dar.
