Optische Metamaterialien und Plasmonik verbinden die traditionelle Optik mit den kleinen Ausdehnungen der Nanowelt. Interessante und technologisch wichtige Eigenschaften, die aus diesen neuen Materialien für die Optik hervorgehen reichen von extremer Lichtlokalisierung und Fokussierung bis hin zu optischen Tarnkappen mit Anwendungen im Bereich der Ingenieurswissenschaften und Biophotonik bis zur Nanoelektronik. Jedoch behindern die optischen Verluste dieser Materialien durch die Verwendung von Metallen viele Einsatzmöglichkeiten. In den vergangenen Jahren konnte jedoch gezeigt werden, dass der effiziente Einsatz von optisch aktiven Materialien einen verlustfreien Einsatz ermöglichen kann und damit sogar neue Wege für optische Verstärkung und nanoskalierte Lichtquellen eröffnet.
Die Anforderungen an optisch aktive Materialien beim Einsatz in Kombination mit plasmonischen Nanostrukturen und Metamaterialien ist dabei zum größten Teil noch unverstanden und zuverlässige numerische Verfahren zur Simulation solcher Materialien befinden sich noch in der Entwicklung. Offene Fragen betreffen auch die zugrundeliegenden Symmetrien und Geometrien der nanoskalierten Metallstrukturen und deren Wechselwirkung mit Licht.
Diesen aktuellen Themen widmete sich das 551. WE-Heraeus-Seminar vom 19. bis 22. Januar im Physikzentrum in Bad Honnef. Über 70 internationale Teilnehmer aus 10 Ländern diskutierten über die aktuellen Entwicklungen und den Fortschritt auf dem Gebiet der aktiven Nanoplasmonik und deren Einsatz in optischen Metamaterialien. Mit 20 Vorträgen von international ausgewiesenen Wissenschaftlern ist es gelungen verschiedene Aspekte im Zusammenhang mit optisch aktiven Materialien abzudecken und so eine intensive Diskussion und Austausch zwischen verschiedenen Gruppen herbeizuführen. Die Bandbreite erstreckte sich dabei von Konzepten zur Fokussierung von Licht auf der Nanoskala über nichtlineare Plasmonik und Metamaterialien bis hin zu Quanteneffekten aufgrund der kleinen Strukturgrößen. Aber auch neuartige Materialien für plasmonische Anwendungen wurden diskutiert und eindrucksvolle Konzepte für nanoskalierte Lichtquellen vorgestellt. Zudem gab es für die Nachwuchswissenschaftler ausgiebige Zeit während der Poster Präsentationen intensive über einzelne Aspekte ihrer eigenen Arbeit zu diskutieren und neue Kontakte zu knüpfen.
Wir bedanken uns recht herzlich bei der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung für die finanzielle Förderung und Organisation des Seminars und beim Physikzentrum in Bad Honnef für die angenehme Atmosphäre vor Ort.
Ortwin Hess und Thomas Zentgraf
