Weltweit beschäftigt sich die wissenschaftliche Nanoforschung mit den Teilgebieten der Nano-Mechanik, Nano-Elektronik und Nano-Optik. An der Karl-Franzens-Universität in Graz ist eine kleine Gruppe von Wissenschaftlern mit den optischen Eigenschaften metallischer Strukturen beschäftigt. Das Ziel der Forschung ist es, Strukturen zu erstellen und deren optischen Eigenschaften im sichtbaren Bereich zu analysieren.
Die Gruppe in Graz beschäftigt sich zum einen mit der groben Vermessung des Kollektivs und zum anderen mit der Kernvermessung der einzelnen Inseln. Um die für die Nanoforschung interessanten Effekte zu erzielen, ist es notwendig, daß die Teilchen deutlich kleiner als die Lichtwellenlänge sind! Derzeit werden Teilchen mit einem Durch-messer zwischen 10 und 100 nm erstellt.
Die optischen Eigenschaften solcher metallischer Nanostrukturen weisen im Vergleich zum massiven Metall einige Besonderheiten auf. Derartige Nanopartikel absorbieren Licht des sichtbaren Spektralbereiches sehr stark, eine Eigen schaft die man von Metallen im allgemeinen nicht gewohnt ist. Normalerweise zeigen Metalle eine ausgeprägte Reflexion (Spiegel). Befindet sich ein Kollektiv solcher Nanopartikel auf einem geeigneten Trägermaterial (Glas) zeigen sich aufgrund der Lichtabsorption der Partikel, sehr lebhafte Farben. Die physikalische Ursache dieser "optischen Anomalie" sind resonante Plasmaschwingungen der freien Elektronen im Metallpartikel, die vom elektrischen Feld des eingestrahlten Lichtes angetrieben werden. Die Wellenlänge bei der diese Plasmaresonanz auftritt ist besonders stark von der Form des Partikels abhängig. So absorbiert ein kugeliges Teilchen im blauen Bereich des Spektrums während ein abgeflachtes (oblates) Teilchen rotes Licht absorbiert. Als weitere Besonderheit weisen derartige Teilchen in ihrer unmittelbaren Umgebung (einige nm von der Oberfläche entfernt) ein gegenüber dem elektrischen Feld des eingestrahlten Lichtes verstärktes Nahfeld auf (Feldverstärkung 10 - 100). Diese sehr lokale Feldverstärkung ermöglicht eine Vielzahl von Anwendungen in einer zukünftigen Nano-Optik.