Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Erzeugung extremer UV-Strahlung mit Lasern an Nanostrukturen

11.05.2012
Mini-Antennen aus Gold konzentrieren Licht auf kleinstem Raum

Wissenschaftlern der Universität Göttingen und der Universität Leipzig ist es gelungen, die Erzeugung von extrem ultravioletter Strahlung an Nanostrukturen mit Laserpulsen in ein neues Licht zu rücken. Die Forscher konnten einen bisher in großen Teilen unverstandenen physikalischen Mechanismus aufklären.


Die Forscher stellten antennenartige metallische Nanostrukturen her, indem sie mit Hilfe eines Ionenstrahls definierte geometrische Formen aus einem glatten Goldfilm schnitten.
Foto: Universität Göttingen

Die Ergebnisse des Forschungsprojekts unter der Leitung von Prof. Dr. Claus Ropers vom Courant Forschungszentrum „Nanospektroskopie und Röntgenbildgebung“ der Universität Göttingen und Prof. Dr. Bernd Abel von der Fakultät für Chemie und Mineralogie der Universität Leipzig sind als Kurzartikel (Brief Communications) in der Online-Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Nature erschienen.

Die Forscher stellten zunächst antennenartige metallische Nanostrukturen her, indem sie mit Hilfe eines Ionenstrahls definierte geometrische Formen aus einem glatten Goldfilm schnitten. Werden diese Lichtantennen dann von einem extrem kurzen Laserpuls von wenigen Femtosekunden – eine Femtosekunde entspricht dem millionsten Teil einer Milliardstelsekunde – beleuchtet, dann wird an den Spitzen der Strukturen das vorher schon sehr intensive Lichtfeld noch weiter verstärkt. „Dadurch können Edelgasatome in der Nähe der Spitze hoch angeregt werden“, erklärt Prof. Abel. Prof. Ropers ergänzt: „Das vom Laser stammende Licht wird durch die Abstrahlung der angeregten Edelgasatome zum Teil in extrem kurzwellige Strahlung verwandelt, deren Wellenlänge im Bereich von 50 bis 150 Nanometern liegt und damit weit unterhalb dessen, was vom menschlichen Auge wahrgenommen werden kann.“ Die beiden Wissenschaftler vergleichen die Funktionsweise der Nanostrukturen mit der von vielen extrem kleinen Blitzableitern, die das Lichtfeld „aufsammeln“ und wie Linsen auf nanometergroße Bereiche konzentrieren.

Ein solcher Effekt in Nanostrukturen wurde von koreanischen Wissenschaftlern vor knapp vier Jahren erstmalig beschrieben. Das Ziel der Bemühungen war es, eine kleine Tischquelle für extreme UV-Strahlung zu entwickeln. Diese wäre nicht nur ein einzigartiges kompaktes Werkzeug für die Grundlagenforschung, sondern könnte auch für die Nanolithographie, also für die Herstellung von Computerchips der nächsten oder übernächsten Generation, eingesetzt werden.

Nach weltweiten Bemühungen, den Effekt zu reproduzieren und zu erklären, haben Prof. Ropers, Prof. Abel und insbesondere der Göttinger Doktorand Murat Sivis die Grundlagen nun nach über zwei Jahren intensiver Forschung erarbeitet. Anders als ursprünglich in dem viel beachteten Artikel aus dem Jahre 2008 beschrieben, beruht die Erzeugung der kurzwelligen Strahlung nicht auf einer laserartigen gerichteten Abstrahlung, sondern ist vielmehr auf eine ungerichtete ultraviolette Fluoreszenz des Edelgases in den Zwischenräumen der Nanostruktur zurückzuführen. „Es ist sehr wichtig, die zugrundeliegenden Mechanismen und vor allem die Effizienzen der verschieden stattfindenden Prozesse nun aufgeklärt zu haben. Dies wird auch für die Machbarkeit zukünftiger Anwendungen extrem wichtig sein“, sagt Murat Sivis.

Originalveröffentlichung: Murat Sivis et al. Nanostructure-enhanced atomic line emission. Nature 485, E1 (2012). DOI: 10.1038/nature10978.

Hinweis an die Redaktionen:
Fotos zum Thema haben wir im Internet unter http://www.uni-goettingen.de/de/3240.html?cid=4186 zum Download bereitgestellt.
Kontaktadressen:
Prof. Dr. Claus Ropers
Georg-August-Universität Göttingen – Fakultät für Physik
Institut für Materialphysik & Courant Forschungszentrum Nanospektroskopie und Röntgenbildgebung
Friedrich-Hund-Platz 1, 37077 Göttingen, Telefon (0551) 39-4549, Fax (0551) 39-4560
E-Mail: cropers@gwdg.de
Internet: www.uni-goettingen.de/de/91116.html
Prof. Dr. Bernd Abel
Universität Leipzig
Fakultät für Chemie und Mineralogie
Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Lehrstuhl für Physikalische Chemie und Reaktionsdynamik
Linnestrasse 2, 04103 Leipzig, Telefon (0341) 235-2715, Fax (0341) 235-2317
E-Mail: bernd.abel@uni-leipzig.de

Beate Hentschel | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-goettingen.de/de/57882.html
http://www.uni-goettingen.de/de/3240.html?cid=4186

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Proteintransport - Stau in der Zelle
24.03.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

nachricht Neuartige Halbleiter-Membran-Laser
22.03.2017 | Universität Stuttgart

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise