Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Getreten und geschüttelt: Maßgeschneiderte ultrakurze Lichtpulse für ultrakleine Löcher

14.02.2008
Kasseler Nanowissenschaftlern ist es nun gelungen, mittels maßgeschneiderten Laserpulsen winzigste Löcher in hartes durchsichtiges Material zu bohren.

Ultrakurze Laserpulse haben sich zu einem einzigartigen Werkzeug für die Laserbearbeitung von Materialien entwickelt.

Dabei reichen die Anwendungsgebiete von der Nanozellchirurgie bis hin zur Mikro- und Nanomaterialbearbeitung extrem harter Materialien. Kasseler Nanowissenschaftlern ist es nun gelungen, mittels maßgeschneiderten Laserpulsen winzigste Löcher in hartes durchsichtiges Material zu bohren. Dabei haben sie die traditionellen Gesetze der Optik überlistet und in Quarz sowie Saphir Löcher erzeugt mit der unglaublichen "Größe" von einem zehntel der mikroskopischen Auflösung.

Die Laserbearbeitung durchsichtiger Materialien beruht auf einer kurzfristigen Metallisierung des Materials, das anschließend explodiert. Diese Metallisierung, das heißt das Schaffen so genannter freier Elektronen, kann auf zwei verschiedenen Wegen erreicht werden: Entweder werden die Elektronen mit einem kurzen aber kräftigen Tritt freigesetzt oder sie werden so lange geschüttelt, bis sie mit anderen Elektronen eine Lawine auslösen. Diesen Trick mit dem "Tritt und dem Schütteln" haben die Kasseler Physiker dem Lichtpuls beigebracht. Könnte man dieses Licht hörbar machen, würde man ein kurzes intensives Knacken gefolgt von einem längeren Rauschen hören.

Die Physiker um Prof. Dr. Thomas Baumert und PD Dr. Matthias Wollenhaupt haben nun herausgefunden, dass zur Locherzeugung weniger Energie gebraucht wird, wenn die Elektronen zuerst "getreten" und dann "geschüttelt" werden als in umgekehrter Reihenfolge. Dieses Verhalten konnten sie mit Hilfe eines theoretischen Modells bestätigen, das von Frau Dr. Bärbel Rethfeld (Universität Kaiserslautern) entwickelt wurde.

Die Überraschung kam, als die Forscher ihre Löcher genauer anschauten: Die Löcher waren wesentlich kleiner als bisher von Lasern erzeugte Löcher, die nur durch "Treten" oder nur durch "Schütteln" der Elektronen entstehen. Zudem wurde die für mögliche Anwendungen wichtige Eigenschaft beobachtet, dass die Lochentstehung sich sehr tolerant in Bezug auf die angebotene Laserenergie verhält.

Die Physiker haben ihre Arbeit in der renommierten Zeitschrift "OPTICS EXPRESS" veröffentlicht: L. Englert, B. Rethfeld, L. Haag, M. Wollenhaupt, C. Sarpe-Tudoran and T. Baumert
"Control of ionization processes in high band gap materials via tailored femtosecond pulses"

OPTICS EXPRESS, 2007, Vol. 15, No. 26, 17855

Info
Universität Kassel
Prof. Dr. Frank Träger
Center for Interdisciplinary Nanostructure Science and Technology (CINSaT)
tel: (0561) 804 4500
fax (0561) 804 4518
e-mail: traeger@physik.uni-kassel.de

Ingrid Hildebrand | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-kassel.de

Weitere Berichte zu: Laserpuls Lichtpuls Nanowissenschaftler

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht MADMAX: Ein neues Experiment zur Erforschung der Dunklen Materie
20.10.2017 | Max-Planck-Institut für Physik

nachricht Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung
20.10.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise