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 Flashmob der Moleküle
19.01.2017 | Technische Universität Wien

nachricht Verkehrsstau im Nichts
19.01.2017 | Universität Konstanz

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: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise