LMU-Physiker identifizieren Mechanismen der plasmonischen Dämpfung

Wissenschaftler der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München haben neue Erkenntnisse zur sogenannten chemischen Grenzflächendämpfung (CID) bei Metallnanostrukturen veröffentlicht. Die im Fachmagazin Science Advances erschienene Studie zeigt, wie adsorbierte Moleküle die Energiedissipation von Plasmonen beeinflussen.

Das Team um Dr. Andrei Stefancu und Prof. Emiliano Cortés identifizierte zwei Hauptmechanismen. Beim ersten Prozess erfolgt eine resonante Energieübertragung auf unbesetzte elektronische Zustände des Moleküls. Beim zweiten Mechanismus verursachen inelastische Streuprozesse an der Grenzfläche zwischen Metall und Molekül einen Energieverlust, was gleichzeitig den elektrischen Widerstand des Materials erhöht.

Die Untersuchung verknüpft elektrische Oberflächeneffekte mit plasmonischer Energieübertragung. Die Ergebnisse belegen, dass sich der Energietransfer zwischen Licht, Metall und Molekülen durch die gezielte Wahl der Oberflächenbeschichtung präzise steuern lässt. Dies könnte Anwendungen in der lichtgetriebenen Katalyse und der Sensorik voranbringen.

An der Arbeit waren zudem Forschungseinrichtungen wie das Imperial College London und die Rice University beteiligt. Die Erkenntnisse stützen die Ziele interdisziplinärer Forschungsinitiativen im Bereich der nachhaltigen Energiegewinnung, wie etwa bei der Entwicklung solarbetriebener chemischer Prozesse.