Herausforderungen bei der Synthese siliciumbasierter dielektrischer Metamaterialien

Abstract

Metamaterialien haben optische Eigenschaften, die in der Natur beispiellos sind. Mit ihrer Fähigkeit, eine einfallende Wellenfront zu beugen, zu fokussieren, vollständig zu reflektieren, durchzulassen oder zu absorbieren, haben sie bei der Lichtmanipulation neue Horizonte eröffnet. Optisch aktive Metamaterialien sind einsetzbar für Anwendungen, die von der 3D‐Informationsspeicherung bis zu photovoltaischen Zellen reichen. Siliciumpartikel gehören zu den vielversprechendsten Synthesebausteinen für optisch aktive Metamaterialien, bislang können sie aber nicht im großen Maßstab hergestellt werden. Besonders wünschenswert sind einheitliche kristalline Si‐Synthesebausteine mit 75–200 nm Durchmesser und wenigen Verunreinigungen und Poren. Hier werden die theoretischen Hintergründe der optischen Eigenschaften von Si für Metamaterialien besprochen, außerdem werden aktuelle Synthesemethoden und die aussichtsreichsten Wege zu Si‐Partikeln für Metamaterialienwerden vorgestellt.