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Optische Eigenschaften hybrider Nanostrukturen

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit nanostrukturierten Bauelementen für Spektroskopie, Mikroskopie, Photovoltaik und Katalyse. Grundlegende, optische Eigenschaften plasmonischer und dielektrischer Systeme werden mit Methoden klassischer Elektrodynamik untersucht, mit dem Ziel, Aspekte amorpher Materialien, rauer Oberflächen, sowie nichtlineare und nichtklassische Wechselwirkungen zu berücksichtigen. Die realistische Beschreibung komplexer Nanopartikelverteilungen und ultradünner Multilagenstrukturen mit multiphysikalischen Prozessen soll dabei ermöglicht werden, während gleichzeitig die verlässlichen und schnellen Methoden der computergestützten Nanophotonik erhalten bleiben bzw. erweitert werden.

Nichtlineare und nichtklassische Eigenschaften amorpher Iridium-Heterostrukturen, sowie Multilagen werden im Rahmen des SFB 1375 NOA "Nichtlineare Optik auf atomaren Skalen" und in Zusammenarbeit mit experimentellen Gruppen am Institut für Angewandte Physik untersucht. Zur Modellierung dieser Systeme werden analytische Modelle und numerische Methoden entwickelt und implementiert.

Im Rahmen von multiphysikalischen Prozessen arbeiten wir im Besonderen im Bereich der weichen Plasmonik, wo die Erkenntnisse von Wechselwirkungen in Metallen auf ionische Systeme, z.B. Elektrolyten übertragen wird.

Bild 1
  • C. David, "TiO2 Self-Assembled, Thin-Walled Nanotube Arrays for Photonic Applications", Materials 12(8), 1332 (2019)
  • W. Jacak, "On Modeling of Plasmon-Induced Enhancement of the Efficiency of Solar Cells Modified by Metallic Nano-Particles", Nanomaterials 9(1), 3 (2019)
  • C. David, "Two-fluid, hydrodynamic model for spherical electrolyte systems", Scientific Reports, 8, 7544 (2018).
  • H. Öner, C. J. Querebillo, C. David, U. Gernert, C. Walter, M. Driess, S. Leimkühler, K. H. Ly, I. M. Weidinger, "High electromagnetic field enhancement of TiO2 nanotubes electrodes", Angewandte Chemie International Edition, 57, 7225–7229 (2018)
  • C. David, J. Christensen, und N. A. Mortensen, "Spatial dispersion in 2D plasmonic crystals: Large blueshifts promoted by diffraction anomalies", Phys. Rev. B 94, 165410 (2016).

Die Schwerpunkte im Einzelnen

Bild für Schwerpunkt 1
Quanten-Zufallsbewegung in diskreten Faser-Netzwerken
Bild für Schwerpunkt 2
Modellierung von Halbleiter-Nanowire-Lasern
Bild für Schwerpunkt 3
Nonlinear Dynamics of Polaritons
Bild für Schwerpunkt 4
Optische Eigenschaften hybrider Nanostrukturen

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