Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Verfahren zur Herstellung photonischer Kristalle

04.03.2010
Wissenschaftler erzeugen erstmals nur mit Laserlicht Strukturen, die Licht leiten und speichern

Eine der aktuellsten Fragen der Photonik ist die Leitung und Speicherung von Licht in künstlichen Strukturen, sogenannten photonischen Kristallen. Solche Strukturen können die Informationsverarbeitung mit Licht revolutionieren, da sie neue Arten der effektiven Wellenleitung, der Speicherung und der Verarbeitung ermöglichen.

Bisher war es nur mit größten Anstrengungen möglich, dreidimensionale Strukturen herzustellen. Entweder waren dazu hoch komplizierte Herstellungsverfahren notwendig, oder entsprechende Materialien fehlten. Nun haben Wissenschaftler der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) gemeinsam mit Kollegen des "Indian Institute of Technology" in Neu-Delhi eine einfache und überzeugende Lösung gefunden: Sie lassen Licht selbst die kristallinen Strukturen bilden, in denen das Licht dann effektiv geleitet und gespeichert werden kann. Diese Technik könnte zum Beispiel zur Herstellung hocheffizienter Flachbildschirme eingesetzt werden.

Der Trick des Verfahrens ist: Ein Flüssigkristalldisplay, ähnlich den Displays in Handys, prägt dem Laserstrahl eine spezielle Form auf. Dieses Muster strukturiert dann ein lichtempfindliches, sogenanntes photorefraktives Material. So entsteht künstlich aus einem unstrukturierten Material eine kristalline Struktur. Als besonderen Clou kann die münstersche Gruppe Quasikristalle erzeugen. Diese Kristalle sehen zwar regelmäßig aus, haben aber keine einfache periodische Struktur. Sie können besonders leicht Licht kontrollieren und leiten.

"Photonische Kristalle nur mit Licht zu erzeugen, ist ein eindrucksvolles Beispiel, wie heute die nichtlineare Licht-Material-Wechselwirkung genutzt werden kann", erläutert Prof. Dr. Cornelia Denz, Direktorin des Instituts für Angewandte Physik und Leiterin des "Center for Nonlinear Science" der WWU. Die Wissenschaftlerin, die das Forschungsprojekt koordiniert, betont: "Neue dreidimensionale Strukturen, die mit Licht sogar flexibel rekonfigurierbar sind, sind für die Integration photonischer Informationssysteme von großer Bedeutung. Unser Konzept, Licht alleine mit Licht zu kontrollieren, lässt eine rekonfigurierbare Plattform entstehen. Diese nutzen wir, um eine ganze Palette von dreidimensionalen Kristallen und Quasikristallen zu erzeugen."

Dr. Joby Joseph vom "Indian Institute of Technology" ergänzt: "Das Potenzial dieser Technik liegt darin, großflächige photonische Masken zu erzeugen. Diese könnten in Zukunft eine Reihe von photonischen Anwendungen ermöglichen, zum Beispiel hocheffiziente Flachbildschirme mit besonderer Emissionsrichtung oder sogenannte Kollimatoren für Solarzellen." Sein Mitarbeiter Jolly Xavier brachte in einem Forschungsaufenthalt an der WWU die experimentelle Arbeit gemeinsam mit Martin Boguslawski und Patrick Rose aus dem Team von Cornelia Denz voran. Sein Forschungsaufenthalt wurde durch das "Sandwich-Programm" des "Deutschen Akademischen Austausch Dienstes" gefördert, das es indischen Promovenden ermöglicht, gemeinsam mit einem deutschen Team ein Jahr in Deutschland an ihrer Dissertation zu arbeiten.

Literatur:

Xavier J et al. (2010): Reconfigurable Optically Induced Quasicrystallographic Three-Dimensional Complex Nonlinear Photonic Lattice Structures. Advanced Materials 22(3), 356-360; DOI: 10.1002/adma.200901792

Dr. Christina Heimken | idw
Weitere Informationen:
http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/fulltext/122596631/PDFSTART
http://www.uni-muenster.de/Physik.AP/Denz/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Neue Methode zur Charakterisierung von Graphen
30.05.2017 | Universität Basel

nachricht Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht
29.05.2017 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien 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: Neue Methode zur Charakterisierung von Graphen

Wissenschaftler haben eine neue Methode entwickelt, um die Eigenschaften von Graphen ohne das Anlegen störender elektrischer Kontakte zu charakterisieren. Damit lassen sich gleichzeitig der Widerstand und die Quantenkapazität von Graphen sowie von anderen zweidimensionalen Materialien untersuchen. Dies berichten Forscher vom Swiss Nanoscience Institute und Departement Physik der Universität Basel im Wissenschaftsjournal «Physical Review Applied».

Graphen besteht aus einer einzigen Lage von Kohlenstoffatomen. Es ist transparent, härter als Diamant, stärker als Stahl, dabei aber flexibel und ein deutlich...

Im Focus: New Method of Characterizing Graphene

Scientists have developed a new method of characterizing graphene’s properties without applying disruptive electrical contacts, allowing them to investigate both the resistance and quantum capacitance of graphene and other two-dimensional materials. Researchers from the Swiss Nanoscience Institute and the University of Basel’s Department of Physics reported their findings in the journal Physical Review Applied.

Graphene consists of a single layer of carbon atoms. It is transparent, harder than diamond and stronger than steel, yet flexible, and a significantly better...

Im Focus: Detaillierter Blick auf molekularen Gifttransporter

Transportproteine in unseren Körperzellen schützen uns vor gewissen Vergiftungen. Forschende der ETH Zürich und der Universität Basel haben nun die hochaufgelöste dreidimensionale Struktur eines bedeutenden menschlichen Transportproteins aufgeklärt. Langfristig könnte dies helfen, neue Medikamente zu entwickeln.

Fast alle Lebewesen haben im Lauf der Evolution Mechanismen entwickelt, um Giftstoffe, die ins Innere ihrer Zellen gelangt sind, wieder loszuwerden: In der...

Im Focus: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wissenschaftsforum Chemie 2017

30.05.2017 | Veranstaltungen

Erfolgsfaktor Digitalisierung

30.05.2017 | Veranstaltungen

Lebensdauer alternder Brücken - prüfen und vorausschauen

29.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Methode zur Charakterisierung von Graphen

30.05.2017 | Physik Astronomie

Riesenfresszellen steuern die Entwicklung von Nerven und Blutgefäßen im Gehirn

30.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Nano-U-Boot mit Selbstzerstörungs-Mechanismus

30.05.2017 | Biowissenschaften Chemie