Halbleiter-Metall-Nanostrukturen im Visier der Forscher Bald neue Nano-Laser? - scinexx | Das Wissensmagazin
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Halbleiter-Metall-Nanostrukturen im Visier der Forscher

Bald neue Nano-Laser?

Goldene Wellen: Die Computersimulation zeigt die elektrische Feldstärke in der Umgebung von nanoskaligen Goldstreifen (Abbildung im Querschnitt), wenn diese mit Infrarotlicht bestrahlt werden. In einer Versuchsreihe wurde die Wechselwirkung zwischen den Oberflächenplasmonen des Goldes - zusammengesetzten Wellen aus elektromagnetischen Feldern und Elektronen - und den Elektronen in der darunter liegenden Halbleiterschicht nachgewiesen. © Universität Oldenburg

Wie Licht und Elektronen in Nanostrukturen aus Metallen und Halbleitern miteinander in Wechselwirkung stehen, hat jetzt erstmals ein internationales Wissenschaftlerteam analysiert. Die Forscher berichten über ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Physical Review Letters“.

Die Studie gilt als ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu neuen Nano-Lasern und könnte darüber hinaus helfen, neue optische Computer oder auch verbesserte Solarzellen zu entwickeln.

Licht längere Zeit speichern

„Die optischen Eigenschaften von metallischen Nanostrukturen werden zurzeit von vielen Forschern in der Welt sehr intensiv untersucht, da diese Strukturen es ermöglichen, eine ganz neue Klasse optischer Mikroskope zu bauen und eine Vielzahl von Anwendungen in optischen Metamaterialien, in der Biosensorik oder sogar in der Krebsvorsorge versprechen“, so Professor Christoph Lienau vom Institut für Physik der Universität Oldenburg. Zusammen mit seiner Kollegin Parinda Vasa war er an der neuen Studie entscheidend beteiligt. Die große Herausforderung bestehe aber darin, Licht für längere Zeiten in metallischen Strukturen zu speichern.

Dies könnte möglicherweise in zusammengesetzten Nanostrukturen aus Metallen und Halbleitern gelingen. Bislang weiß man aber noch relativ wenig darüber, wie Licht und Elektronen in solchen komplexen Nanostrukturen miteinander in Wechselwirkung stehen.

Halbleiter-Metall-Nanostrukturen entworfen

Zusammen mit Forschern um Professor Gregory J. Salamo von der University of Arkansas (USA) und Professor Dai-Sik Kim von der Seoul National University (Südkorea) gelang es den Oldenburger Physikern nun, Halbleiter-Metall-Nanostrukturen zu entwerfen und herzustellen, mit denen diese Wechselwirkung erstmals im Detail untersucht werden konnte.

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Eine fundierte theoretische Analyse der experimentellen Daten erfolgte in Kooperation mit dem Team von Professor Erich Runge von der Technischen Universität Ilmenau.

Vielfältige Anwendungen möglich

Kobus Kuipers vom AMOLF Institut in Amsterdam lobt in „Physical Review Focus“ die wissenschaftliche Bedeutung der Studie zum Bereich Nano-Optik und besonders die vielfältigen möglichen Anwendungen der neuen Erkenntnisse.

(idw – Universität Oldenburg, 22.09.2008 – DLO)

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