Steuerung von Elektronenplasma durch Metall-Nanostrukturierung

Dieses Buch beschreibt die Forschung zur Steuerung von Elektronenplasma durch Metall-Nanostrukturierung, die wiederum eine effiziente Steuerung von Oberflächenplasmonen (SPs) ermöglicht. Diese SPs sind Wellen, die sich an der Grenzfläche zwischen Edelmetall und Dielektrikum ausbreiten und deren Frequenz von der Volumenelektronenplasmafrequenz des Metalls abhängt. Die effiziente Kopplung von SPs mit Photonen in Dielektrika ermöglicht eine Feldlokalisierung im Subwellenlängenbereich, und diese nanoskaligen Lichtquellen werden in HAMR-Systemen (Heat Assisted Magnetic Recording) benötigt. Die Strukturierung von Metallen (1-D-Rechteckgitter) im Nanometerbereich ermöglicht die Kopplung von Photonen an diese SPs. Von besonderem Interesse ist hier außerdem die Verwendung eines Substrats mit hohem Brechungsindex, z. B. Galliumphosphid (GaP), das als Photolumineszenz zur Kompensation ohmscher Verluste auf einer 50 nm dicken Goldschicht auf GaP verwendet wird. GaP wird auch zur Emulation von Vertikalresonator-Oberflächenemitterlasern (VCSEL) verwendet, um eine kostengünstigere Alternative zu den in der HAMR-Technologie verwendeten Lichtquellen zu bieten.