Quantenkorallen und Nanoplasmonik mit Graphen-Heteroatomen

Ziel Projektes „Quantenkorallen und Nanoplasmonik mit Graphen-Heteroatomen“ (HeQuCoG) ist es, im Graphen Gitter eingebettete atomar präzise Strukturen aus Silizium und Phosphoratomen zu erzeugen. Dies wird erreicht durch die Kombination von bewährten Modellierungstechniken mit der Sample-Herstellung, über sorgfältig gesteuerte Ionenimplantation und anschließende Manipulation in einem Atomauflösenden Rastertransmissionselektronen-mikroskop (STEM). Die Strukturen werden digital für interessante nanoplasmonische Verbesserungen und Eigenschaften von Quanteneinschluß entworfen, und durch Elektronenenergieverlust -Spektroskopie Zuordnung im STEM charakterisiert. Das erwartete Ergebnis ist die erst-malige systematische Demonstration von Material-Design auf wirklich atomarer Ebene und die Erstellung von freistehenden "Quantenkorallen" Strukturen.

Die kontrollierte Manipulation von Materie auf der atomaren Ebene ist tatsächlich ein langjähriger Traum der Nanotechnologie. Wegweisende Richtungen sind bereits untersucht worden, vor allem mit Hilfe der Rastertunnelmikroskopie. Im Vergleich zu der Manipulation von Oberflächenatomen haben Graphen Heteroatome den Vorteil, dass sie bei Raumtemperatur stabil sind, und selbst wenn die Probe aus dem Gerät genommen wird. Darüber hinaus ist die Kopplung von Licht an Nanostrukturen mittels Plasmonenresonanzen ein intensiv verfolgtes und vielversprechendes Forschungsfeld, von dem Durchbrüche im Material-Design zu erwarten sind.