Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 8: Gläser II

DF 8.5: Vortrag

Donnerstag, 30. März 2000, 16:30–16:50, H11

Laserstrahl-induzierte Bildung von Metallpartikeln in Gläsern - Kinetik der Partikelbildung - — •T. Rainer, K.-J. Berg und G. Berg — Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Fachbereich Physik, Friedemann-Bach-Platz 6, D-06108 Halle/Saale

Das Interesse an heterogenen Gläsern in Form einer Glasmatrix, die nanoskopische Metallpartikel enthält, geht einerseits auf deren interessante nichtlineare optische Eigenschaften zurück, aber andereseits ergeben sich auch auf Basis ihrer linearen optischen Eigenschaften ständig neue Einsatzmöglichkeiten. Der Einsatz von CO₂-Laserstrahlung zur lokal begrenzten Erwärmung der Glasoberfläche ermöglicht über die thermisch induzierte Partikelbildung auch die farbige Mikrostrukturierung von Gläsern, die z.B. der Beschriftung dienen kann. Vorraussetzung zur Erzeugung optimaler Funktionseigenschaften sind Kenntnisse über den Elementarprozeß der Partikelbildung mit den Teilschritten Reduktion der Metallionen, Keimbildung und Partikelwachstum. Er wurde für die speziellen Bedingungen der lokal begrenzten Erwärmung von Glasoberflächen experimentell untersucht. Dabei wurden Konzentration und Größe der Partikel ortsaufgelöst spektralphotometrisch bestimmt. Zur Modellierung wurde die Reduktion durch die zeitliche Änderung der Metallionenkonzentration, die Keimbildung mit Hilfe eines thermodynamischen Modells der „schnellen Keimbildung“und das Partikelwachstum unter Nutzung der Koagulationstheorie von Smoluchowski beschrieben . Damit kann der Einfluß der Bestrahlungsparameter und der Ausgangskonzentration an Metallionen und Reduktionsmittel auf den zeitlichen Verlauf der Partikelbildung dargestellt werden.