Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Oberflächenphysik Montag
O 10 Teilchen und Cluster I
Zeit: Montag 15:45–17:45 Raum: H43
O 10.1 Mo 15:45 H43
From single particle to conducting film: percolation behaviour
of a Au colloidal thin film — •Agnes A. Mewe, E. Stefan Kooij,
Herbert Wormeester, and Bene Poelsema — Mesa+ Research Institute,
University of Twente, P.O. Box 217, NL 7500 AE Enschede
Deposition of citrate stabilized gold nanoparticles on silicon oxide is
only feasible after a suitable preparation of the substrate surface. This
surface functionalization is obtained by immersion into a solution of
amino-functionalized molecules, or locally, by microcontact printing. In
the latter case, upon immersion in a nanocolloidal Au suspension, the colloids
only adsorb on the functionalized part of the surface. The contrast
in Au colloid deposition was found to strongly depend on the specific
amino molecule used for patterning. In a final step electrical conductivity
is achieved by electroless deposition of gold or silver onto the isolated
gold nanocrystals. Spectroscopic ellipsometry is used to characterize the
thin film structures in the visible and near infrared range, thereby providing
information on their conductivity. The results exhibit the gradual
enlargement of the particles past the percolation threshold of the overall
structure.
O 10.2 Mo 16:00 H43
Messung der Dephasierungszeit des Oberflächen-Plasmon-
Polaritons in Gold-Nanoteilchen: Effekte der reduzierten
Dimension — •C. Hendrich, T. Ziegler, T. Vartanyan, F.
Hubenthal und F. Träger — Experimentalphysik I, Institut für
Physik und Center for Interdisciplinary Nanostructure Science and
Technology - CINSaT, Universität Kassel, Heinrich-Plett-Straße 40,
D-34132 Kassel
Die optischen Eigenschaften von metallischen Nanoteilchen werden von
Oberflächen-Plasmon-Resonanzen (OPR) dominiert. Die Dephasierungszeit
T2 der OPR ist ein wichtiger Parameter, da sie direkt proportional
zur Feldverstärkung in der Nähe der Teilchenoberfläche ist. Viele Techniken
zur Messung von T2 sind auf die Untersuchung einzelner großer
Partikel oder auf Teilchenensembles mit einer Größen- und Formverteilung
beschränkt. Eine von uns entwickelte lasergestützte Methode, die
auf spektralem Lochbrennen basiert, erlaubt es trotz der inhomogenen
Verbreiterung der OPR deren Breite und damit T2 zu bestimmen [1]. Für
Gold-Nanoteilchen haben wir T2 in Abhängigkeit der Plasmonenergie gemessen.
Bei Nanoteilchen mit Radien unterhalb von 10 nm treten deutlich
größere Dämpfungen auf als von sie in der dielektrischen Funktion des
Gold-Festkörpers enthalten sind. Bei festgehaltener Plasmonenergie von
1.85 eV wurde daher das größenabhängige Verhalten der Dephasierungzeit
untersucht. Chemische Dämpfung und Oberflächenstreuung konnten
als Ursache für die Verkürzung der Dephasierungszeit identifiziert werden.
[1] J. Bosbach, C. Hendrich, F. Stietz, T. Vartanyan, F. Träger, Phys.
Rev. Lett. 89, 257404 (2002)
O 10.3 Mo 16:15 H43
Oxidation von Ni-Nanopartikeln — •Alexander Reinholdt 1 ,
Andrey L. Stepanov 2 , Thomas E. Weirich 3 und Uwe Kreibig 1
— 1 I. Physikalisches Institut 1A, RWTH Aachen — 2 Institut für Experimentalphysik,
Karl-Franzens-Universität Graz — 3 Gemeinschaftslabor
für Elektronenmikroskopie, RWTH Aachen
Ferromagnetische Nickel-Nanopartikel, deren mittlerer Teilchendurchmesser
≥ 5nm ist, wurden durch Laserverdampfung und adiabatische
Expansion an der Nanopartikelstrahlanlage LUCAS hergestellt.
Diese Teilchen wurden in-situ schrittweise oxidiert und der Oxidationsvorgang
wurde elektronenmikroskopisch kontrolliert. Die EFTEM-
Aufnahmen zeigen die Ausbildung einer NiOx-Hülle, die einen Ni-Kern
umschließt.
Die Erzeugung solcher Oxidhüllen ist von Interesse (a) für die Untersuchung
des teilchengrößenabhängigen Übergangs zum Superparamagnetismus
(unter Einfluss des NiOx) und (b) zur Stabilisierung der Teilchen
für eine mögliche Verwendung in Ferrofluids.
In diesem Vortrag werden sowohl die Ergebnisse der Materialanalyse
der oxidierten Nickelteilchen als auch erste magnetische Untersuchungen
präsentiert.
O 10.4 Mo 16:30 H43
Quenching of surface magnetic moments in rare gas isolated
Ni clusters — •Kai Fauth 1,2 , Markus Heßler 1,2 und Gisela
Schütz 2 — 1 Physikalisches Institut der Universität Würzburg, Am Hubland,
97074 Würzburg — 2 MPI für Metallforschung, Heisenbergstraße 3,
70569 Stuttgart
X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) is a method well suited for
the element specific analysis of magnetic moments in transition metals.
The XMCD technique allows their quantitative analysis in terms of spin
and orbital contributions. The application of XMCD to small clusters
is only possible if these are deposited on a substrate. Their deposition
into rare gas matrices is the best possible approximation to noninteracting
clusters. While this approach is succesful in the case of Fe and Co
clusters, we show here that the same is not true in the case of small Ni
clusters. The observed magnetizations are by far smaller than expected.
Their size dependence suggests a quenching of the magnetic Ni moments
to occur at the cluster surface, induced by the presence of the Ar environment.
Similar results were theoretically obtained previously for Ni
clusters encapsulated by a He shell [1].
[1] G. Pacchioni, S. C. Chung, S. Krüger and N. Rösch, Chem. Phys.
184, 125 (1994)
O 10.5 Mo 16:45 H43
Photon Emission Spectroscopy on Individual Oxide-Supported
Ag-Au Alloy Clusters — •W. Benten, N. Nilius, N. Ernst,
and H.-J. Freund — Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft,
Faradayweg 4-6, 14195 Berlin
Intermixing of different metals to small bimetallic particles causes distinct
changes in physical and chemical properties. Since plasmon-induced
light emission is sensitive to the composition of the alloy particles, optical
emission spectroscopy can be used to determine details of the alloying
process. We have combined photon emission spectroscopy with scanning
tunnelling microscopy to analyse optical properties of individual Ag-Au
clusters deposited on a thin Al2O3 film on a NiAl (110) substrate. For
pure Ag and Au clusters, we measured well-defined photon emission peaks
at around 320 nm and 510 nm, respectively, attributed to Mie-plasmon
excitations. After mixing of both materials, intermediate photon emission
peaks are observed indicating the formation of alloy clusters on the surface.
Peak positions and widths are examined for different composition
and compared with theoretical predictions based on Mie-theory.
O 10.6 Mo 17:00 H43
Nanostrukturen aus monodispersen Clustern: Herstellung und
Eigenschaften — •B. Stegemann 1,2 , B. Kaiser 1 , K. Rademann 1 ,
T. Gleitsmann 2 , T. M. Bernhardt 2 und L. Wöste 2 — 1 Institut für
Chemie, Humboldt-Universität zu Berlin, Brook-Taylor-Str. 2, D-12489
Berlin — 2 Institut für Experimentalphysik, Freie Universität Berlin, Arnimallee
14, D-14195 Berlin
Cluster können völlig neuartige Eigenschaften aufweisen, die sich gezielt
über die Anzahl ihrer konstituierenden Atome steuern lassen. Die
kontrollierte Deponierung monodisperser Cluster auf einem Substrat
eröffnet somit neue Wege des Designs technologisch interessanter, nanostrukturierter
Materialien, die charakteristische Eigenschaften der Ausgansgcluster
aufweisen.
Ein gut geeigneter Modellcluster für das Studium grundlegender Cluster/Oberfläche-Wechselwirkungsphänomene
stellt Sb4 dar. Es wird gezeigt,
daß eine intakte Deponierung von Sb4-Clustern aus der Gasphase
sowie ein lagenweises Wachstum und die spontane Anordnung zu periodischen
dreidimensionalen Cluster-Kristallen erreicht werden kann.
Darüber hinaus werden Ergebnisse zum Fluoreszenzverhalten und zur
elektronischen Struktur deponierter, monodisperser Silbercluster vorgestellt
und deren Potential für den Einsatz in neuartigen optischen Datenspeichern
diskutiert.
O 10.7 Mo 17:15 H43
Molecular dynamics simulations of self-sputtering of silver under
bombardment with Ag4 projectiles — •Andreas Duvenbeck
and Andreas Wucher — Institut für experimentelle Physik, Universität
Duisburg-Essen, 45117 Essen
The self-sputtering of a Ag(111) surface with Ag4 projectiles has been
investigated by classical molecular dynamics (MD) simulations using the