Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 8: Gl
äser II (gemeinsam mit FV DY)

DF 8.2: Vortrag

Montag, 7. März 2005, 14:30–14:45, TU A060

Berechnung der optischen Konstanten von Gläsern mit rotationsellipsoidförmigen metallischen Nanopartikeln — •F. Redmann, K.-J. Berg und G. Berg — Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, FB Physik, Friedemann-Bach-Platz 6, 06108 Halle

Größe, Form und Konzentration von metallischen Nanopartikeln in Gläsern lassen sich durch Vergleich experimentell ermittelter und theoretisch berechneter Extinktionsspektren bestimmen. Basis für die Berechnungen ist im Fall sphärischer Partikel die auf der klassischen Elektrodynamik aufbauende Mie-Theorie. Sie gilt für geringe Konzentrationen, unterliegt aber hinsichtlich der Partikelgröße keinen Beschränkungen.

Für Partikel, die klein gegen die Wellenlänge sind, folgt aus der Mie-Theorie die sogenannte Dipolnäherung, in der die Extinktion nur aus der Absorption besteht und die Lichtstreuung an den Partikeln vernachlässigt wird.

Im selben Näherungsgrad liefern Effektiv-Medien-Theorien, mit denen eine effektive Dielektizitätsfunktion aus den Dielektizitätsfunktionen von Glasmatrix und Nanopartikel berechnet werden kann, neben dem Absorptionskoeffizienten auch noch den Brechungsindex des partikelhaltigen Glases. Hinsichtlich der Partikelkonzentration gibt es hier keine Beschränkungen.

Der Weg zu analogen Formeln für den Fall rotationsellipsoidförmiger Partikel ist in der Literatur skizziert. Allerdings existieren bisher keine expliziten Formeln dafür und auch keine numerischen Ergebnisse für konkrete Fälle. Im Vortrag werden entsprechende analytische Ausdrücke hergeleitet und erste numerische Ergebnisse für Silberpartikel diskutiert.