Goldoberflächen

Goldoberflächen bezeichnet Oberflächen, die aus Gold bestehen oder durch Abscheidung von Gold auf einem Substrat entstehen. Sie zeichnen sich durch hohe chemische Stabilität, exzellente elektrische Leitfähigkeit und gute Biokompatibilität aus, weshalb sie in Wissenschaft, Elektronik, Biomedizin und Sensorik breit eingesetzt werden. Reines Gold zeigt geringe Reaktivität gegenüber vielen Lösungsmitteln und Gasen; es löst sich nur in Königswasser (eine Mischung aus Salpetersäure und Salzsäure) bzw. in stark komplexierenden Systemen. Aufgrund der Duktilität eignen sich Goldoberflächen gut für dünne Schichten und Oberflächenfunktionalisierung.

Auf kristalliner Ebene spielt die Au(111)-Fläche eine zentrale Rolle. Sie besitzt eine charakteristische Herringbone-Rekonstruktion, die Adsorption, Diffusion und Reaktivität an der Oberfläche beeinflusst. Goldoberflächen dienen zudem als Standardsubstrate für die Bildung von Selbstorganisierten Monoschichten (SAMs) durch Thiol-Gruppenbindung an Goldatome, was die gezielte Funktionsalisierung ermöglicht.

Herstellung erfolgt üblicherweise durch Vakuumbedampfen oder Sputtering auf Trägermaterialien wie Glas, Silizium oder Polymer, gefolgt von Reinigung und Konditionierung. Dünne Goldschichten finden sich in verschiedenen Dicken, bis hin zu ultradünnen Filmen, die plasmonische Eigenschaften im sichtbaren Bereich zeigen.

Zu den Anwendungen zählen Kontakte und Leiterbahnen in der Mikroelektronik, biokompatible Oberflächen für Diagnostik und Medizintechnik, SERS-Substrate für die spektrale Biomolekülanalyse sowie plasmonische Sensorik und Katalyse.

Nachteile sind Kosten und mechanischer Verschleiß dünner Goldfilme; Gold ist in bestimmten Lösungen angreifbar und kann bei extremen Temperaturen diffundieren. Umwelt- und Gesundheitsaspekte betreffen vor allem den Umgang mit Nanogoldpartikeln.