Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Uni-Kassel-Physiker erklären Vorgänge des "kalten Schmelzens"

29.10.2008
Den Kasseler Physikern Dr. Eeuwe Zijlstra, Jessica Walkenhorst und Prof. Dr. Martin Garcia ist es gelungen, die mikroskopischen Mechanismen des laserinduzierten "kalten Schmelzens" des Halbleiters InSb zu erklären.

Wenn ein ultrakurzer, intensiver Laserpuls in ein Material einstrahlt, entsteht ein neuartiger, in der Natur nicht existierender Zustand, in dem die Elektronen auf Temperaturen von bis zu 30.000 Grad Celsius aufgeheizt werden, d.h., fünfmal höher als die Temperatur auf der Oberfläche unserer Sonne, während die Atome bei Zimmertemperatur "kalt" verbleiben.

Die heißen Elektronen sorgen dafür, dass sich die kalten Atome über längere Strecken bewegen. Als Folge wird der Festkörper sofort zur Flüssigkeit. Dieses Phänomen, das nur im Labor produziert werden kann, wird als "kaltes Schmelzen" bezeichnet. Über dessen Ursachen und Verlauf wird seit Jahren kontrovers diskutiert.

Den Kasseler Physikern Dr. Eeuwe Zijlstra, Jessica Walkenhorst und Prof. Dr. Martin Garcia ist es gelungen, die mikroskopischen Mechanismen des laserinduzierten "kalten Schmelzens" des Halbleiters InSb zu erklären. Dieser ultraschnelle Prozess läuft in einem so kurzen Zeitraum ab, wie das Licht benötigt, um eine Distanz von ca. einem Zehntel Millimeter zurückzulegen, und unterscheidet sich dramatisch vom Schmelzen unter normalen Bedingungen, wenn zum Beispiel ein Eiswürfel oder ein Stück Butter bei Hitze schmilzt.

Die in der Arbeitsgruppe Garcia durchgeführten Berechnungen zeigen mit bisher noch nicht erreichter Genauigkeit die Pfade auf, entlang derer sich die Atome kurz nach der Laseranregung fortbewegen, und beenden damit eine Kontroverse über die mikroskopischen Ursachen des "kalten Schmelzens". Ein detailliertes Verständnis laserinduzierter Prozesse ist von großer Bedeutung, da Laser verwendet werden können, um Halbleiter auf unkonventionellem Weg zu manipulieren. Das Phänomen findet Anwendungen in der Materialbearbeitung, Herstellung von mikroskopischen Werkzeugen und Schaltkreisen sowie in der Medizin.

Die Physiker haben ihre Arbeit in der renommierten Zeitschrift
PHYSICAL REVIEW LETTERS veröffentlicht: E. S. Zijlstra, J. Walkenhorst and M. E. Garcia, "Anharmonic noninertial lattice dynamics during ultrafast nonthermal melting of InSb", Phys. Rev. Lett. 101, 135701 (2008).
Info
Universität Kassel
Fachbereich Naturwissenschaften
Prof. Dr. Martin E. Garcia
tel: (0561) 804 4480/-4785
e-mail: garcia@physik.uni-kassel.de

Ingrid Hildebrand | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-kassel.de
http://www.uni-kassel.de/presse/pm/anlagen/halbleiterschmelze.zip

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen
17.02.2017 | Universität Konstanz

nachricht Zukunftsmusik: Neues Funktionsprinzip zur Erzeugung der „Dritten Harmonischen“
17.02.2017 | Laser Zentrum Hannover 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: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Im Focus: Sensoren mit Adlerblick

Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Die Welt der keramischen Werkstoffe - 4. März 2017

20.02.2017 | Veranstaltungen

Schwerstverletzungen verstehen und heilen

20.02.2017 | Veranstaltungen

ANIM in Wien mit 1.330 Teilnehmern gestartet

17.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Innovative Antikörper für die Tumortherapie

20.02.2017 | Medizin Gesundheit

Multikristalline Siliciumsolarzelle mit 21,9 % Wirkungsgrad – Weltrekord zurück am Fraunhofer ISE

20.02.2017 | Energie und Elektrotechnik

Wie Viren ihren Lebenszyklus mit begrenzten Mitteln effektiv sicherstellen

20.02.2017 | Biowissenschaften Chemie