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Deutscher Text siehe unten.

Structural color has fascinated mankind ever since its dis­cov­ery in the early days of modern science. Why can the mag­nif­icent blues and greens of certain beetles, butterflies and birds not be chemically synthesized? It is long known that specially arranged transparent structures, so-called photonic structures, are responsible. Today, similar mechanisms are harnessed numerously, for example in sunglasses or highly effective dielectric mirrors. Only that these well understood systems of photonic crystals are highly angle dependent and appear in different color from different viewing angles.

In this work, amorphous photonic structures are examined in detail – isotropic structures without periodicity. Their optical properties are generally angle independent. Among others, the structure responsible for the blue and green feath­ers of an Ara Macao is extracted via nanotomography and examined in detail. A novel physical model is provided that explains the reflectance of such structures and tested against other, artificially generated structures. ?is gives new insights on the dependence of the sample thickness of the perceived color and explains why mainly turquoise and blues hues are observed with such structures.

Strukturelle Farben haben die Menschheit schon seit ihrer Entdeckung in den frühen Tagen der modernen Wissenschaft fasziniert. Warum können die prächtigen Blau- und Grüntöne von einigen Käfern, Schmetterlingen und Vögeln nicht chemisch hergestellt werden? Es ist schon lange bekannt das speziell angeordnete transparente Strukturen für diese Farben verantwortlich sind: sogenannte photonische Strukturen. Ähnliche Mechanismen werden heute vielfach angewendet, zum Beispiel in Sonnenbrillen oder hocheffizienten dielektrischen Spiegeln. Nur das die Eigenschaften dieser gut verstandenen photonische Kristalle hochgradig vom Winkel abhängen und sie damit aus verschiedenen Richtungen verschiedenfarbig aussehen.

In dieser Arbeit werden amorphe photonische Strukturen im Detail studiert – isotrope Strukturen ohne Periodizität. Ihre optischen Eigenschaften sind im allgemeinen winkelunabhängig. Unter anderem wird die Struktur, die für die blaue und grüne Farbe der Federn des Ara Macao verantwortlich ist mittels Nanotomographie extrahiert und im Detail untersucht. Ein neues physikalisches Model das die Reflektanz dieser Strukturen erklärt wird dargelegt und gegen künstlich generierte Strukturen getestet. Dies erlaubt neue Einblicke in die Abhängigkeit wahrgenommenen Farbe von der Probendicke und erklärt warum hauptsächlich türkise und blaue Farbtöne mit diesen Strukturen gefunden werden.