Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zauberkunststücke mit Gold und Glas

07.11.2005


Goldpartikel, deren Größe und Gestalt sich einstellen lässt, machen Gläser zu neuen Werkstoffen für optoelektronische Anwendungen.



Schon die alten Römer kannten ein Verfahren, um Gläser durch Zusatz von Gold zu färben. Die Gläser sind zunächst farblos und nehmen beim kontrollierten Erhitzen eine rubinrote Farbe an. Ursache für diese Färbung sind fein verteilte Goldcluster. Die Lichtabsorption beruht auf einer gemeinsamen Schwingung der Leitungselektronen aller Goldatome in solch einem Cluster, einer so genannten Plasmonschwingung. Durch Veränderungen von Größe, Form oder den elektrischen Eigenschaften der Umgebung der Partikel sollte sich die Frequenz der Schwingung und damit auch die Farbe des absorbierten Lichtes beeinflussen lassen. Auf diese Weise könnte man dann Materialien herstellen, die sich zum Einsatz in nanophotonischen Bauteilen eignen. Dazu gehören zum Beispiel winzige optoelektronische Schaltkreise oder optische Speicher.



Wie das gehen sollte, war bisher fraglich, denn die Chemie von Gold im Glas galt lange als Mysterium. Durch jetzt veröffentlichte Untersuchungen konnten K. Rademann und M. Eichelbaum in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) den Schleier um dieses Geheimnis ein wenig lüften. Dazu stellten sie zunächst Kalk-Natron-Silikat-Gläser her, die Goldtrichlorid enthielten. Diese Gläser bestrahlten sie fünf Minuten lang mit Synchrotronstrahlung. Synchrotronstrahlung ist äußerst energiereiches Licht von hoher Intensität. Sie entsteht, wenn Elektronen stark beschleunigt werden - im Synchrotron erreichen sie beinahe Lichtgeschwindigkeit - und dann von einem Magneten abgelenkt werden.

Das Synchrotronlicht bewirkte die photochemische Reduktion der dreiwertigen Gold-Ionen zu elementarem Gold und damit eine gleichmäßige bräunliche Färbung in den bestrahlten Arealen der Gläser. Diese wurden nun über längere Zeit (30-45 Minuten) auf über 550 °C erhitzt. Dabei entwickelte sich die für die Plasmonschwingung charakteristische rote Farbe - ein Hinweis auf das Zusammenwachsen von Goldclustern mit einem Radius zwischen ca. 3 und ca. 6 nm, abhängig von der Dauer der Behandlung und der gewählten Temperatur. Mit steigender Größe der Goldpartikel beobachteten die Forscher eine Rotverschiebung der Plasmonschwingung, also eine Verschiebung in längerwellige Bereiche des Spektrums.

Durch schlichtes Erhitzen lässt sich so die Größe von Goldpartikeln in vorher mit Licht aktivierten Gläsern und damit die Absorptionswellenlänge der Plasmonschwingung einstellen. Dies ist eine Voraussetzung für ihren Einsatz als nanoskalige Bauteile von optoelektronischen Schaltkreisen.

Autor: Klaus Rademann, Humboldt-Universität zu Berlin (Germany), http://www.chemie.hu-berlin.de/agrad/index.html

Angewandte Chemie: Presseinfo 44/2005

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.chemie.hu-berlin.de/agrad/index.html
http://presse.angewandte.de

Weitere Berichte zu: Plasmonschwingung Schaltkreis Schwingung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Forscherin entwickelt elektronische Textilstruktur für Medizinprodukte
17.02.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Untergrund beeinflusst Halbleiter-Monolagen
16.02.2017 | Philipps-Universität Marburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Im Focus: Sensoren mit Adlerblick

Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der...

Im Focus: Weltweit genaueste und stabilste transportable optische Uhr

Optische Strontiumuhr der PTB in einem PKW-Anhänger – für geodätische Untersuchungen, weltweite Uhrenvergleiche und schließlich auch eine neue SI-Sekunde

Optische Uhren sind noch genauer als die Cäsium-Atomuhren, die gegenwärtig die Zeit „machen“. Außerdem benötigen sie nur ein Hundertstel der Messdauer, um eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

ANIM in Wien mit 1.330 Teilnehmern gestartet

17.02.2017 | Veranstaltungen

Ökologischer Landbau: Experten diskutieren Beitrag zum Grundwasserschutz

17.02.2017 | Veranstaltungen

Von DigiCash bis Bitcoin

16.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Stammzellen verlassen Blutgefäße in strömungsarmen Zonen des Knochenmarks

17.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

LODENFREY setzt auf das Workforce Mangement von GFOS

17.02.2017 | Unternehmensmeldung

50 Jahre JULABO : Erfahrung – Können & Weiterentwicklung!

17.02.2017 | Unternehmensmeldung