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Bohrlöcher in Nano-Strukturen

Neuartige Laser-Impulse Bohrlöcher in Nano-Strukturen

Wissenschaftler der Universität Kassel haben Löcher von weniger als 250 Nanometern Durchmesser, aber sieben Mikrometern Tiefe in Quarzglas gebohrt. Die Ergebnisse des Einsatzes von Laser-Impulsen könnten für die Entwicklung winziger optischer Filter genauso relevant werden wie in der Nano-Chirurgie.

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Blick auf sechseckige Zinkoxid-Nanonadeln. In Nanostrukturen aus Quarzglas konnten die  Kasseler Wissenschaftler tiefe Löcher bohren.

Quelle: dpa

Kassel.  Physiker und Nanostrukturwissenschaftler des Center for Interdisciplinary Nanostructure Science and Technology (CINSaT) der Universität Kassel ist es gelungen, Nano-Löcher in Quarzglas zu bohren, die kleiner als der Brennpunkt des verwendeten Lasers sind.

Die Löcher haben einen Durchmesser von weniger als 250 Nanometer bei einer Wellenlänge von 800 Nanometern. Dabei weisen diese Löcher eine Tiefe von bis zu sieben Mikrometern auf – ein Größenverhältnis, das bei derart kleinen Strukturen auf anderem Wege kaum zu erreichen ist. „Noch nie wurden auf diese Art Löcher gebohrt, die so klein und gleichzeitig so tief sind“, erklärt Doktorandin Nadine Götte, die bei der Durchführung der Experimente federführend war.

Die Forschungsgruppe um die Professoren Thomas Baumert  und Hartmut Hillmer benutzte Laserimpulse, die etwa eine Billionstel Sekunde lang sind. Außerdem modellierten sie mit einer selbstentwickelten Technik den Laserimpuls und produzierten sogenannte „zeitliche Airy-Impulse“. Das sind Impulse, die möglichst viel Energie in das Material einbringen. Dieser Mechanismus umgeht auch das Problem, das die meisten Impulse schon an der Oberfläche des Materials absorbiert werden. Stattdessen entstehen durch gezielte Stimulation des Materials tiefe und schmale Kanäle.
Die Kasseler Wissenschaftler wollen ihre Erkenntnisse nun in Anwendungen erproben, teilte die Hochschule mit. So wollen sie testen, ob sich damit winzige Filter für die optische Datenübertragung herstellen lassen. Andere Anwendungen könnten das gezielte Durchlöchern von Zellmembranen oder die Nano-Chirurgie sein.

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