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 Berner Mars-Kamera liefert erste farbige Bilder vom Mars
26.04.2018 | Universität Bern

nachricht Belle II misst die ersten Teilchenkollisionen
26.04.2018 | Max-Planck-Institut für Physik

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: Why we need erasable MRI scans

New technology could allow an MRI contrast agent to 'blink off,' helping doctors diagnose disease

Magnetic resonance imaging, or MRI, is a widely used medical tool for taking pictures of the insides of our body. One way to make MRI scans easier to read is...

Im Focus: Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Anlagenhersteller teamtechnik marktreif. Als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts »KleVer« ist die Klebetechnologie inzwischen so weit ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann. Durch die im Vergleich zum Löten wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen können vor allem temperatursensitive Hocheffizienzzellen schonend und materialsparend verschaltet werden.

Dabei ist der Durchsatz in der industriellen Produktion nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung wurde...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz »Encoding Cultures. Leben mit intelligenten Maschinen« | 27. & 28.04.2018 ZKM | Karlsruhe

26.04.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zur Marktentwicklung von Gigabitnetzen in Deutschland

26.04.2018 | Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Weltrekord an der Uni Paderborn: Optische Datenübertragung mit 128 Gigabits pro Sekunde

26.04.2018 | Informationstechnologie

Multifunktionaler Mikroschwimmer transportiert Fracht und zerstört sich selbst

26.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Berner Mars-Kamera liefert erste farbige Bilder vom Mars

26.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics