Polymerschichten mit eingelagerten Metallpartikeln: Nanostruktur und physikalische Eigenschaften

Die optische, elektrische und mechanischen Eigenschaften von Polymerschichten mit feindispersiv eingelagerten Metallnanopartikeln werden von der Größen- und Formverteilung der eingelagerten Metallpartikel sowie von den Grenzflächeneigenschaften Metall/ Polymer bestimmt. Diese Nanostruktur-Eigenschafts-Beziehungen werden exemplarisch am Beispiel von Plasmapolymerschichten mit eingelagerten Silber, Gold oder Indiumnanopartikeln behandelt. Derartige Schichten zeigen eine große Variationsbreite in ihren physikalischen Eigenschaften und können als geeignetes Modelsystem auch für Kompaktmaterialien dienen. Verschiedene thermisch stimulierte Diffusionsprozesse führen zu Veränderungen der Größen- und Formverteilung der eingelagerten Metallpartikel, die in situ im Elektronenmikroskop beobachtet werden können. Durch Elektronen- bzw. Laserbestrahlung werden diese Diffusionsprozesse räumlich begrenzt ausgelöst. Die Veränderungen der Nanostruktur führen zu substantiellen Veränderungen elektronische n und optischen Eigenschaften der Schichten. Veränderungen der Partikelgrößen- und Formverteilung können mit Verschiebung der spektralen Lage der optischen Plasmaresonanzabsorption korreliert und mit optischen Modellierungen nachvollzogen werden.