Nanophotonics

Man nehme eine Messerspitze 'Nano', eine Prise 'Photonik', und schon ist mit 'Nanophotonik' wieder eine neue wissenschaftliche Köstlichkeit auf ganz natürliche Weise entstanden. Oder ist es doch nicht ganz so simpel? Die Herstellung, das Design und die Physik von Strukturen auf und unterhalb der Größenskala der Wellenlänge des Lichts sind hochaktuelle Themen. Hierbei sind die Nahfeldoptik, Photonische Kristalle und die Plasmonik nur drei prominente Beispiele.

Seit mehr als zwei Jahrzehnten schlagen die Forscher Nanostrukturen mit immer wieder neuartigen und überraschenden optischen Eigenschaften vor, und die Kreativität nimmt kein Ende - standen vor Jahren noch eindimensionale Schichtstrukturen im Vordergrund, so geht der Trend heute hin zu dreidimensionalen Nanostrukturen für die Photonik. Da fällt es schwer, auch nur halbwegs den Überblick zu behalten. Dies gilt in besonderem Maße für den Einsteiger. An dieser Stelle setzt das Buch 'Nanophotonics' von Paras N. Prasad an. Der Klappentext behauptet, dass dies das erste Buch sei, das dieses multidisziplinäre Gebiet in seiner ganzen Bandbreite umfassend darstellt. Und das stimmt wohl auch.

Nach der Darlegung der Grundlagen der Nanophotonik wird der weite Bogen gespannt von der Nahfeldmikroskopie über Halbleiter-Nanostrukturen und deren lineare, nichtlinear optische und elektrooptische Eigenschaften, die gesamte Plasmonik, Anregungsdynamik von mit Seltenen Erden dotierten Strukturen, Herstellung wie Charakterisierung von Nanomaterialien, molekulare Architekturen, Photonische Kristalle, Nanokomposit-Materialien, optische Nanolithographie, Biomaterialien, Anwendungen in der Biotechnologie und der Nanomedizin bis hin zu den Anwendungsperspektiven und -prognosen. Der Autor verspricht (in Kap. 1.6) bei der Darstellung mit möglichst wenig Mathematik auszukommen. Dieses Versprechen wird auf den folgenden rund vierhundert Seiten in der Tat gehalten. Anders wäre diese erstaunliche Bandbreite wohl in dem gegebenen Umfang nicht darstellbar gewesen. Andererseits überrascht dann schon, dass so berühmte Paradigmen wie die Bethe-Bouwkamp-Theorie einer nanoskaligen Apertur in einem idealen Metallfilm oder die Mie-Streutheorie für Nanopartikel in einem Lehrbuch über Nanophotonik nicht diskutiert werden. Allerdings findet man im Buch systematisch Verweise auf detailliertere Monografien wie auch auf Originalpublikationen. So kann das Buch eine wertvolle erste Hilfe für den experimentell ausgerichteten Einsteiger in die Nanophotonik sein. Nach all diesen Appetithäppchen wird dann aber bei manchem schon bald der Wunsch nach einer deftigeren Hauptspeise aufkommen.

Prof. Dr. Martin Wegener, DFG-Forschungszentrum für 'Funktionelle Nanostrukturen' (CFN), Karlsruhe

Weitere Infos:

• P. N. Prasad: Nanophotonics
  John Wiley & Sons, Hoboken, 2004
  415 S., Geb.,
  ISBN 0-471-64988-0
  

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