Tailored Optical Properties on the Macroscale by Template-Assisted Self-Assembly of Plasmonic Nanoparticles

Titelangaben

Tebbe, Moritz:
Tailored Optical Properties on the Macroscale by Template-Assisted Self-Assembly of Plasmonic Nanoparticles.
Bayreuth , 2015 . - VIII, 330, V S.
( Dissertation, 2015 , Universität Bayreuth, Bayreuther Graduiertenschule für Mathematik und Naturwissenschaften - BayNAT)

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Abstract

The objective of this thesis is the development of comprehensive strategies for tailoring effective optical properties on the macroscale via controlled hierarchical surface-assembly of plasmonic nanoparticles. The fundamental concept pursued in this thesis can be divided into three sub-goals that are addressed in individual publications: (I) controlled large-scale synthesis of nanoscale building blocks, (II) organization of these building blocks into large-scale nanostructured surface-assemblies with tailored optical properties, and (III) characterization of the resulting optical properties.
Along this line, this thesis is divided into three parts that are intimately linked by the underlying general concept. The first part addresses the controlled large-scale synthesis and subsequent surface modification of plasmonic building blocks. The second part deals with tailored effective anisotropic optical properties of macroscopic arrangements of aligned gold nanorods. The third part focuses on the efficient and homogeneous field-enhancement of close-packed assemblies of gold nanoparticles that serve as platforms for surface-enhanced Raman scattering (SERS) spectroscopy.

Abstract in weiterer Sprache

Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung umfassender Strategien zur Herstellung von Materialien mit maßgeschneiderten effektiven optischen Eigenschaften auf der Makroskala über die kontrollierte hierarchische Oberflächenanordnung von plasmonischen Nanopartikeln. Das in dieser Arbeit verfolgte Grundkonzept lässt sich in drei Teilziele, die in einzelnen Publikationen in dieser Arbeit behandelt werden, unterteilen: (I) kontrollierte großskalige Synthese von nanoskaligen Bausteinen, (II) Organisation dieser Bausteine zu groß-flächigen nanostrukturierten Oberflächenanordnungen mit maßgeschneiderten optischen Eigenschaften, und (III) Charakterisierung der resultierenden optischen Eigenschaften.
Entlang diesen roten Fadens ist diese Arbeit in drei Teile gegliedert, die eng durch das zugrunde liegende allgemeine Konzept verknüpft sind. Der erste Teil befasst sich mit der kontrollierten Synthese und der anschließende Oberflächenmodifikation von plasmonischen Bausteinen im großen Maßstab. Der zweite Teil beschäftigt sich mit maßgeschneiderten effektiven anisotropen optischen Eigenschaften makroskopischer Anordnungen von ausgerichteten Gold-Nanostäbchen. Der dritte Teil konzentriert sich auf die effiziente und homogene Feldverstärkung von dicht gepackten Anordnungen von Gold-Nanopartikeln, die als Plattform für die oberflächenverstärkte Raman-Streuung (SERS-Spektroskopie) dienen.