Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

PhysikerInnen der Uni Graz entdecken neue Möglichkeiten für Licht-Technologien

17.03.2016

Am Institut für Physik der Karl-Franzens-Universität Graz wurde in Kooperation mit internationalen PartnerInnen ein neuartiges Verfahren entwickelt, das es ermöglicht, das Halbmetall Graphen mit Funktionen optischer Halbleiter auszustatten. „Graphen wird dadurch für den Einsatz in optischen Bausteinen, wie etwa bei LED-, Laser- und Solarzellen-Technologien, geeignet, ohne dass die einzigartigen mechanischen und elektrischen Eigenschaften verloren gehen“, erklärt Ao. Univ.-Prof. Dr. Ulrich Hohenester, der die Grazer Forschungsgruppe leitet. Die Ergebnisse dieses Grundlagenexperiments sind kürzlich in der renommierten Zeitschrift „Nature Communications“ erschienen.

„Wir schneiden aus Graphen extrem schmale Bänder – so genannte graphene nano ribbons (GNRs) – aus. Dadurch wird eine Bandlücke geöffnet, die für optische Anwendungen von zentraler Bedeutung ist, während gleichzeitig viele positive Materialeigenschaften des Halbmetalls beibehalten werden“, erklärt Hohenester das Verfahren.


Foto: Wikipedia.org

Quelle Uni Graz

In den Experimenten wurden GNR mit ultrakurzen Laserpulsen angeregt: Das stimulierte Elektron wandert vom Valenzband in das Leitungsband. Was zurückbleibt ist ein Loch. Nun kommt es zu einer Bindung zwischen dem Elektron und dem Loch, ähnlich wie bei einem Wasserstoffatom. Das Ergebnis ist ein so genanntes Exziton.

„Wir konnten in unseren Simulationen hier in Graz zeigen, dass bei einer stärkeren optischen Anregung zwei Exzitonen einen weiteren Bindungszustand – ein sogenanntes Biexziton – eingehen. Diese sind zum Beispiel auch zur Ladungsträgervervielfältigung in Solarzellen von großer Wichtigkeit“, führt der Wissenschafter aus.

Die Änderung des optischen Spektrums wurde mit einer Zeitverzögerung von wenigen Pikosekunden - 0,000.000.000.001 Sekunden – gemessen. Durch eine zunehmende Anregungsleistung und somit höherer Zahl von angeregten Elektronen und Löchern taucht in den Spektren eine Änderung aufgrund der Bindung von Biexzitonen auf. Überraschenderweise ist diese Bindungsenergie extrem groß, was wiederum für viele optische Elemente extrem vorteilhaft sein könnte.

Die Arbeit entspringt einer Kooperation mit mehreren internationalen Forschungsgruppen und ist in den universitären Forschungsschwerpunkt „Modelle und Simulation“ sowie in den Sonderforschungsbereich NextLite des FWF, der sich mit der Erforschung von neuartigen Lichtquellen sowie mit Licht-Materie-Wechselwirkung beschäftigt, eingebunden.


Publikation:

Giancarlo Soavi, Stefano Dal Conte, Cristian Manzoni, Daniele Viola, Akimitsu Narita, Yunbin Hu, Xinliang Feng, Ulrich Hohenester, Elisa Molinari, Deborah Prezzi, Klaus Müllen, Giulio Cerullo: Exciton-exciton annihilation and biexciton stimulated emission in graphene nanoribbons, Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms11010

Rückfragen:
Ao.Univ.-Prof. Dr. Ulrich Hohenester
Institut für Physik
Karl-Franzens-Universität Graz
Tel.: +43 316 380 5227
E-Mail: ulrich.hohenester@uni-graz.at

Mag. Gudrun Pichler | Karl-Franzens-Universität Graz
Weitere Informationen:
http://www.uni-graz.at

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