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 Waschen für die Mikrowelt – Potsdamer Physiker entwickeln lichtempfindliche Seife
02.12.2016 | Universität Potsdam

nachricht Quantenreibung: Jenseits der Näherung des lokalen Gleichgewichts
01.12.2016 | Forschungsverbund Berlin e.V.

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie