Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nicht erwartet, aber sehr erwünscht: Quantenpunkte in Zinkoxid Nanodrähte eingebaut

14.04.2008
Forschern um den Physiker Prof. Dr. Marius Grundmann von der Universität Leipzig ist es gelungen, Quantenpunkte in Zinkoxid (ZnO)-Nanodrähte einzubauen, dies anhand der optischen Emission nachzuweisen und in Zusammenarbeit mit einer Gruppe des National Center of Scientific Research Demokritos in Athen auch die mikroskopischen Ursachen der Quantenpunktbildung aufzuklären.

Quantenpunkte sind nur wenige Nanometer große Kristalle, in denen Elektronen eingesperrt sind. Leipziger Physikern ist es nun gelungen, solche Quantenpunkte in Zinkoxid (ZnO)-Nanodrähte einzubauen.

Seit einigen Jahren arbeiten die Wissenschaftler um Prof. Dr. Marius Grundmann, Direktor des Instituts für Experimentelle Physik II, und Koordinator des Europäischen Exzellenznetzes für Halbleiter-Quantenpunkte (Self-Assembled semiconductor Nanostructures for new Devices in photonics and Electronics - SANDiE) an der Lösung dieses Problems.

"Nun ist es gelungen, auch wenn wir im konkreten Fall zunächst Quantenschichten angestrebt haben.", freut sich Professor Grundmann. Damit ist der Weg für neue technische Anwendungen offen.

... mehr zu:
»Nanodraht »Quantenpunkt »Zinkoxid

"Der Einbau der Quantenpunkte in ZnO-Nanodrähte wird die direkte Stromzufuhr an die Quantenpunkte erlauben und öffnet damit den Weg für neuartige nanoskopische Lichtquellen.", sagt Professor Grundmann. "Diese könnten zukünftig für Anwendungen in der Quanteninformationstechnologie zum Beispiel als Quelle für polarisierte Einzelphotonen verwendet werden."

Konsequenzen aus der Heisenberg'schen Unschärferelation

Den Prinzipien der Quantenmechanik folgend, bewirkt die scharfe räumliche Lokalisation der Elektronen einen Impuls und damit eine kinetische Energie. Diese konnte als Erhöhung der Photonenenergie von den Leipziger Forschern beobachtet werden. "Man sieht hier direkt die Konsequenzen aus der Heisenberg'schen Unschärferelation.", erklärt Professor Grundmann.

Sein Doktorand Christian Czekalla, der im Rahmen der Graduiertenschule BuildMoNa von Professor Grundmann und Professor Jürgen Haase gemeinsam betreut wird, hat die Nanodrähte im Detail spektroskopisch untersucht. Hierzu nutzte er in Zusammenarbeit mit Kollegen des CNRS in Grenoble dortige Forschungsaufenthalte, um mit hoher räumlicher und spektraler Auflösung einzelne Nanodrähte zu vermessen. Dabei fand er die spezielle Quantenpunkt-Emission, die sich durch große spektrale Schärfe auszeichnet. So konnte ein Effekt nachgewiesen werden, den man nicht erwartet hatte.

Überraschend: Quantenpunkte auf den Nanodrähten

Denn: "Es sollte eine dünne Schicht ZnO zwischen den magnesiumhaltigen Schichten entstehen, die als elektronische Barriere wirkt und die Elektronen im ZnO einzwängt. Die ZnO Nanodrähte wurden dazu mittels einer neuaufgebauten Apparatur für Gepulste Laserdeposition (PLD) bei für PLD ungewöhnlich hohen Drücken (etwa 100 mbar) in Leipzig hergestellt. Auf die ZnO-Nanodrähte wurde eine Materialabfolge von Magnesium-Zinkoxid, Zinkoxid und nochmals Magnesium-Zinkoxid abgeschieden.", sagt der Leiter der PLD, Dr. Michael Lorenz. Auf flachen Substraten und großen Flächen wird dieser Prozess von den Leipziger Halbleiterphysikern gut beherrscht. "Auf den Nanodrähten ist aber keine zusammenhängende Schicht gewachsen, sondern es sind Quantenpunkte entstanden." so Dr. Lorenz.

Ursachen der Quantenpunktbildung aufgedeckt

In Zusammenarbeit mit einer Gruppe des National Center of Scientific Research Demokritos in Athen, die auf Transmissions-Elektronenmikroskopie spezialisiert ist, wurden auch die mikroskopischen Ursachen der Quantenpunktbildung aufgeklärt.

Die Resultate wurden in Nanotechnology 19(11), 115202
(2008) veröffentlicht und auf dem Titelbild als "Featured Article" präsentiert.
Weitere Informationen:
Prof. Dr. Marius Grundmann
Telefon: 0341 97-32650
E-Mail: grundmann@physik.uni-leipzig.de

Dr. Bärbel Adams | Universität Leipzig
Weitere Informationen:
http://www.uni-leipzig.de/~hlp
http://www.uni-leipzig.de/~hlp/publications/znoqd

Weitere Berichte zu: Nanodraht Quantenpunkt Zinkoxid

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor
23.02.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Kühler Zwerg und die sieben Planeten
23.02.2017 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie