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 Fachhochschule Südwestfalen entwickelt innovative Zinklamellenbeschichtung
13.07.2018 | Fachhochschule Südwestfalen

nachricht 3D-Druck: Stützstrukturen verhindern Schwingungen bei der Nachbearbeitung dünnwandiger Bauteile
12.07.2018 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Im Focus: First evidence on the source of extragalactic particles

For the first time ever, scientists have determined the cosmic origin of highest-energy neutrinos. A research group led by IceCube scientist Elisa Resconi, spokesperson of the Collaborative Research Center SFB1258 at the Technical University of Munich (TUM), provides an important piece of evidence that the particles detected by the IceCube neutrino telescope at the South Pole originate from a galaxy four billion light-years away from Earth.

To rule out other origins with certainty, the team led by neutrino physicist Elisa Resconi from the Technical University of Munich and multi-wavelength...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Optische Kontrolle von Herzfrequenz oder Insulinsekretion durch lichtschaltbaren Wirkstoff

17.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Umweltressourcen nachhaltig nutzen

17.07.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Textilien 4.0: Smarte Kleidung und Wearables als Innovation

17.07.2018 | Innovative Produkte

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics