eprintid: 18953
rev_number: 17
eprint_status: archive
userid: 1907
dir: disk0/00/01/89/53
datestamp: 2015-07-01 08:52:17
lastmod: 2015-07-13 07:48:22
status_changed: 2015-07-01 08:52:17
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Hasenkampf, Anton
title: Verstärkte
Infrarotspektroskopie
von Molekülen
mit Feldern aus
Gold-Nanoantennen
title_en: Enhanced infrared spectroscopy of molecules with arrays of gold
nanoantennas 
subjects: ddc-530
divisions: i-130700
adv_faculty: af-13
cterms_swd: Nanostrukturen
cterms_swd: Plasmonen
cterms_swd: Spektroskopie
abstract: Verstärkte Infrarotspektroskopie von Molekülen mit Feldern aus
Gold-Nanoantennen Im Rahmen dieser Arbeit wurden mit Elektronenstrahllithographie
hergestellte Gold-Nanoantennen, die in Feldern auf der Oberfläche
angeordnet waren, mit einem Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie-
Mikroskop hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften im Infraroten untersucht.
Die Nanoantennen besitzen die Fähigkeit elektromagnetische Strahlung auf ein
nanoskaliges Volumen zu konzentrieren, ein Effekt, der in der Oberflächenverstärkten
Infrarot-Spektroskopie (SEIRS) benutzt wird. Zur Untersuchung des
SEIRS-Signals wurden chemisorbierte und physisorbierte Moleküle benutzt, die
in verschiedenen Messgeometrien untersucht wurde. Bei allen Molekülen konnte
eine Erhöhung des SEIRS-Signals durch die Optimierung der Feldparameter beobachtet
werden. Für Moleküle, die eine selbstorganisierende Monolage (SAM)
bilden, konnte gezeigt werden, dass die Oberflächeneigenschaften der Gold-
Nanoantennen der entscheidende Faktor bei der Höhe des SEIRS-Signals sind.
Bei Nanoantennen-Feldern mit optimierten Parametern und Oberflächeneigenschaften
konnte für SAMs Verstärkungsfaktoren bis 390000 erzielt werden. Ein
neuartiger Aufbau, das Infrarot-Quanten-Kaskaden-Laser-Mikroskop, das über
einen Quanten-Kaskaden-Laser als Lichtquelle verfügt, wurde charakterisiert.
Mit der neuartigen Lichtquelle ist es möglich, Bilder mit einer Auflösung von
9 μm mit einer IR-Kamera über große Bereiche einer Probe in relativ kurzer
Zeit aufzunehmen.
abstract_translated_text: Enhanced infrared spectroscopy of molecules with arrays of gold
nanoantennas In this work, gold nano-antennas have been produced by
electron beam lithography. They have been arranged in arrays on a surface.
Their optical properties in the infrared were investigated with a Fouriertransform
infrared spectroscopy microscope. The nano-antennas are capable of
concentrating electromagnetic radiation on a nanoscale volume. This effect is
used in surface-enhanced infrared spectroscopy (SEIRS). For the investigation
of SEIRS-signals, chemisorbed and physisorbed molecules were used, which
were studied in different measurement geometries. For all molecules, an increase
of the SEIRS-signal through the optimization of the array parameters was
observed. For molecules that form a self-assembled monolayer (SAM), it was
shown that the surface properties of the gold nano-antennas are the deciding
factor for the strengh of SEIRS signals. In nano-antennas arrays with optimized
parameters and surface properties, gains could be achieved up to 390000 for
SAMs. A novel set-up, the infrared quantum cascade laser microscope that
has a quantum cascade laser as a light source has been characterized. With
the new light source, it is possible to take pictures with an IR camera over
large areas of a sample in a relatively short time with a resolution of 9 μm.
abstract_translated_lang: eng
date: 2015
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00018953
ppn_swb: 1657375560
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-heidok-189538
date_accepted: 2015-06-24
advisor: HASH(0x55e0f7fdb758)
language: ger
bibsort: HASENKAMPFVERSTARKTE2015
full_text_status: public
citation:   Hasenkampf, Anton  (2015) Verstärkte Infrarotspektroskopie von Molekülen mit Feldern aus Gold-Nanoantennen.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/18953/1/DissertationAntonHasenkampf.pdf