Fakultät für Physik

Eine Super-Zeitlupe für Plasmonen

Seit 2002 ist an der Universität Duisburg-Essen ein Elektronenmikroskop in Betrieb, das durch Verwendung niederenergetischer Elek­tronen oberflächensensitiv ist. Dieses Mikroskop wurde mit einem femtosekunden Lasersystem kombiniert, um im Anrege-Abfrage Experiment zeitaufgelöste Experimente zur Elektronendynamik nach optischer Anregung von Elektronen in Festkörpern durchzuführen. Im DFG–Schwerpunktprogramm SPP1391 „Ultrafast Nanooptics“ wurde dieser experimentelle Aufbau zwischen 2009 und 2016 genutzt, um die Propagation von Elektronendichtewellen an Oberflächen, sogenannte Oberflächen-Plasmon-Polaritonen, in Raum und Zeit zu beobachten. Eine gemeinsame Publikation von Autoren der UDE und der Universität Kaiserslautern in der Zeitschrift „Plasmonics“ brachte einen Durchbruch in der Abbildung von Plasmonenwellen an Oberflächen: Durch Veränderung der Einfallsgeometrie der Laserpulse auf die Oberfläche konnte der im Mikroskop erzeugte Plasmonenkontrast optimiert werden, wodurch erstmals die gleichzeitige Abbildung von Plasmonen, die in unterschiedlicher Richtung auf der Oberfläche propagieren, möglich wurde. Im Berichtszeitraum wurde diese Methodik auf eine Vielzahl nanooptischer Probleme mit Plasmonen angewendet.