Ultraschnell gefilmt

Kieler Nanowissenschaft zeigt Momentaufnahmen elektronischer Zustände

11.03.2011 - Deutschland

Wie schnell sich die elektrischen Eigenschaften bestimmter fester Materialien unter Bestrahlung mit intensiven Laserpulsen verändern, stellen Forschende der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) in Nature vor. Wissenschaftler um Professor Michael Bauer, Dr. Kai Roßnagel und Professor Lutz Kipp vom Institut für Experimentelle und Angewandte Physik verfolgen gemeinsam mit Mitarbeitern der Technischen Universität Kaiserslautern und der Universität Colorado  in Boulder, USA, den Ablauf elektronischer Schaltprozesse, die innerhalb kleinster Bruchteile einer Sekunde (Femtosekunden) stattfinden. Auf Basis der dadurch gewonnenen Erkenntnisse sollen künftig beispielsweise maßgeschneiderte und ultraschnelle opto-elektronische Bauteile realisiert werden, um Datenübertragungsraten zu erhöhen oder optische Schalter zu beschleunigen.

"Die von uns entwickelte Technik ermöglicht es, wesentlich umfassendere Filme extrem schneller Vorgänge aufzunehmen, als es mit bisherigen ähnlichen Techniken möglich war", erklärt Bauer. "Damit können wir beispielsweise Phasenübergänge in Festkörpern oder katalytische Reaktionen an Oberflächen direkt verfolgen." Um die Filme aufzunehmen, verwenden die Kieler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ultrakurze Lichtblitze im weichen Röntgenbereich, die sie mit einem speziellen Lasersystem erzeugen. Bauer: "Der Informationsgewinn durch unsere Zeitlupenaufnahmen ist enorm. Wir erhalten ganz neue Einblicke in die zentralen elektronischen Eigenschaften fester Materialien, die für eine Vielzahl aktueller und zukünftiger Technologien zum Beispiel in der Telekommunikation von Bedeutung sind."

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