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Göttingen Göttinger Uni-Physiker erforschen UV-Lichtquellen
Campus Göttingen Göttinger Uni-Physiker erforschen UV-Lichtquellen
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11:04 07.05.2013
Gold-Nanoantennen: Die Antennenpaare sind etwa 500 Nanometer breit, was etwa dem Hundertstel einer menschlichen Haaresbreite entspricht. Die Erzeugung der UV-Strahlung in den Zwischenräumen der Nanostrukturen ist schematisch angedeutet. Quelle: EF
Göttingen/Leipzig

Das Forscherteam um Prof. Claus Ropers vom Institut für Materialphysik der Universität Göttingen und Prof. Bernd Abel von der Fakultät für Chemie und Mineralogie der Universität Leipzig nutzte hierfür besondere Nanostrukturen, in denen Laserlicht in einem Punkt konzentriert wird und hierbei Edelgasatome ionisiert. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift „Nature Physics“ erschienen.

Gasatom wie Fingerabdruck

Entgegen früherer Theorien beobachteten die Wissenschaftler, dass die angeregten Ionen hierbei nicht im Takt schwingen und gerichtete Strahlung aussenden. Stattdessen ähnelt die Quelle vielmehr einer winzigen, hellen Leuchtstoffröhre. „Die Strukturen sind schlicht zu klein, als dass das Lichtfeld einen einheitlichen Rhythmus ausbilden könnte“, erläutert der Göttinger Doktorand Murat Sivis, Erstautor der Studie. Das von der laserbetriebenen Nano-Lichtquelle ausgesandte ultraviolette Licht bietet dabei unerwartete Einsichten: „Das Spektrum der Gasatome ist wie ein Fingerabdruck, der uns die Lichtintensität innerhalb der Nanostruktur verrät“, erklärt Ropers. „Mit den Atomen als Nano-Lichtmesser können wir nun viel besser verstehen, was mikroskopisch genau passiert und warum bestimmte Strahlungsvorgänge in diesen Nanostrukturen stattfinden, andere aber wiederum nicht“, so Sivis.

Neue Möglichkeiten

Die Ergebnisse bieten neue Möglichkeiten bei der Nutzung nanoskaliger Lichtquellen für kürzeste Wellenlängen, zum Beispiel in der hochauflösenden Mikroskopie und Halbleiter-Lithographie. Unter anderem könnte die Verwendung kompakter UV-Lichtquellen zukünftig optische Untersuchungen ermöglichen, die bisher nur unter großem experimentellem Aufwand – häufig an Großforschungseinrichtungen – möglich sind.

pug

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