Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lichtleitung: Metaoberflächen vor dem Durchbruch

18.03.2013
Neuartige Materialien nähern sich der kommerziellen Nutzung

Metaoberflächen aus künstlichen Metamaterialien mit unnatürlichen Lichtleitungs-Eigenschaften sind seit einiger Zeit ein heißes Thema in der Forschung. Nun stehen sie vor dem wirklichen Durchbruch, so US-Forscher im Magazin Science.

"Ich denke, wir wissen jetzt genug, um wirklich Prototypen für manche Anwendungen zu entwickeln", so Alexander Kildishev, Elektro- und Computertechniker an der Purdue University.

Da Metaoberflächen sehr präzise Kontrolle über Licht ermöglichen, haben sie Potenzial in diversen Bereichen von Solarzellen über Computer und Telekommunikation bis hin zu besseren Mikroskopen.

Flach zum echten Durchbruch
Künstlich gefertigte Metamaterialien haben Eigenschaften, die so in der Natur nicht vorkommen, wie beispielsweise einen Brechungsindex, der kleiner als eins oder sogar negativ ist. Einer breiteren Öffentlichkeit bekannt geworden ist das Konzept, als Forscher die erste Tarnkappe vorgestellt haben (pressetext berichtete: http://pressetext.com/news/20061020017 ) - ein Laborexperiment fernab jeglicher realweltlicher Anwendung.

Inzwischen ist die Forschung weiter fortgeschritten, ein modernes Konzept sind extrem dünne Schichten aus Materialien, die sich auch nicht mehr wie dreidimensionale Strukturen verhalten.

Eben diese Metaoberflächen sind nach Ansicht des Purdue-Teams inzwischen so weit, das man ernsthaft über praktische Anwendungen nachdenken kann. Das liegt auch daran, dass mit den dünnen Schichten bislang große Probleme wie hohe Verluste und die Kosteneffizienz der Herstellung lösbar scheinen. Denn Metaoberflächen sind zu heutigen industriellen Fertigungsmethoden kompatibel. "Wenn wir bestimmte plasmonische Materialien nutzen, können sie in bestehende Halbleiter-Prozesse integriert werden, was sie für die Kommerzialisierung attraktiv macht", erklärt Kildishev.

Gewaltiges Anwendungspotenzial

Was Metaoberflächen so attraktiv macht, ist aber auch, dass sie auf ein breites Spektrum von Anwendungen zugeschnitten werden könnten. Denkbar sind laut dem Purdue-Team beispielsweise "Hyperlinsen", die optische Mikroskope zehn Mal leistungsfähiger machen ebenso wie neuartige Lichtgewinnungs-Systeme, durch die Solarzellen deutlich effizienter werden. Die Forscher glauben, dass Metaoberflächen auch mit den atomdünnen Lagen des Kohlenstoff-Wundermaterials Graphen kombiniert werden können - das Ergebnis würde seine optischen Eigenschaften dramatisch verändern, sobald eine Spannung angelegt wird.

Eine große Hoffnung ist auch, dass Metaoberflächen die gezielte Nutzung einzelner Photonen (Lichtteilchen) ermöglicht. Das könnte nicht nur Switching und Rounting in Computern und Telekommunikation wesentlich beschleunigen, sondern auch eine extreme Miniaturisierung optischer Geräte erlauben. Selbst das, wodurch Metamaterialien erstmals außerhalb von Fachkreisen Beachtung erlangt haben, ist laut Purdue-Forschern nicht auszuschließen - eine Tarnkappe.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.purdue.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Forscherin entwickelt elektronische Textilstruktur für Medizinprodukte
17.02.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Untergrund beeinflusst Halbleiter-Monolagen
16.02.2017 | Philipps-Universität Marburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

6. Internationale Fachkonferenz „InnoTesting“ am 23. und 24. Februar 2017 in Wildau

22.02.2017 | Veranstaltungen

Wunderwelt der Mikroben

22.02.2017 | Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ursache für eine erbliche Muskelerkrankung entdeckt

22.02.2017 | Medizin Gesundheit

Möglicher Zell-Therapieansatz gegen Zytomegalie

22.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Meeresforschung in Echtzeit verfolgen

22.02.2017 | Geowissenschaften