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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. |
