Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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O: Oberflächenphysik

O 16: Teilchen und Cluster (I)

O 16.5: Vortrag

Dienstag, 23. März 1999, 12:15–12:30, S2

Modell zur Manipulation von Größenverteilungen metallischer Nanoteilchen durch gepulstes Laserlicht — •J. Bosbach, F. Stietz und F. Träger — Experimentalphysik I, Universität Kassel, Heinrich-Plett-Str. 40, 34132 Kassel

Bestrahlt man metallische Nanoteilchen mit Nanosekunden-Laserpulsen, so kann sich die Größenverteilung der Partikel ändern. Dies beruht auf der Größen- und Formabhängigkeit des optischen Absorptionsquerschnittes von Metallclustern und ist experimentell für Ag- und Na-Teilchen mit Größen zwischen 5 und 30 nm untersucht worden. Insbesondere ist es möglich, die Größenverteilung der Teilchen mit Hilfe des Laserlichtes so weit einzuengen, daß praktisch monodisperse Cluster entstehen.

In diesem Vortrag wird ein Modell vorgestellt, anhand dessen sich die laserinduzierten Änderungen quantitativ verstehen lassen. Zu diesem Zweck wurde der größenabhängige Wirkungsquerschnitt der Teilchen in quasistatischer Näherung und der durch die Absorption entstehende Temperaturanstieg durch Lösen der Wärmeleitungsgleichung berechnet. Aufgrund des Temperaturanstiegs kommt es zur Verdampfung von Atomen mit einer Rate, die durch die Arrhenius-Gleichung gegeben ist, und daher zu einem Schrumpfen von Teilchen in bestimmten Größenbereichen. Die sich daraus ergebenden Änderungen der Größenverteilungen stimmen im Rahmen der Meßgenauigkeit mit den experimentellen Ergebnissen überein. Durch die Wahl der Laserwellenlänge kann festgelegt werden, in welchen Bereichen Cluster verkleinert werden, so daß die Größenverteilungen sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch verschmälert werden können.