Nanowerkstoffe besitzen eine großen spezifischen Oberfläche (Flächeninhalt pro Volumen). Zudem besteht die Möglichkeit, die Oberflächeneigenschaften durch die kontrollierte Manipulation von Raumladungszonen zu steuern. In Kombination lassen sich diese beiden Befunde dazu ausnützen, neuartige Funktions- materialien mit elektrisch steuerbaren makroskopischen Eigenschaften zu entwerfen. Photonische Metamaterialien zeichnen sich durch anomale optische Konstanten aus - im Extremfall negative Brechungsindizes. Dies wird erreicht durch Anordnungen von nanoskaligen Resonatoren mit Spalt, wie sie mit lithographischen Methoden hergestellt werden können. Die Benetzung der Resonatoroberflächen mit einem Elektrolyten ermöglicht es, Raumladung zu erzeugen und sie durch ein externes elektrisches Potential zu steuern. Da die Raumladung mit dem elektrischen Widerstand gekoppelt ist, können Resonanzfrequenz und Dämpfung reversibel kontrolliert werden. Unsere Untersuchungen bestätigen dieses Konzept und liefern damit ein Beispiel für das Design von funktionalen Nanowerkstoffen, die durch elektrochemische Vorgänge an Oberflächen gesteuert werden können.

Die Arbeiten an diesem Projekt wurden in enger Kooperation mit dem Institut für Angewandte Physik am Karlsruhe Institut für Technologie (KIT) durchgeführt und vom Centre for Functional Nanostructures (CFN) des KIT gefördert.