Nano unter einem D-A-CH

Nanomaterialien können verschiedene Strukturen haben. Entweder erscheinen sie nulldimensional als sogenannte Quantenpunkte, eindimensional, etwa als Nanodrähte, oder zweidimensional als dünne Schichten. Jede der drei bringt ganz besondere elektrische und optische Eigenschaften mit, die für bestimmte Anwendungen vorteilhaft sein können. Nachdem Wissenschaftler jede der drei Strukturformen in den letzten drei Jahrzehnten ausgiebig untersucht haben, widmen sie sich jetzt mehr und mehr der Kombination der verschiedenen Formen.

In einem neuen Forschungsprojekt der Friedrich-Schiller-Universität Jena, der Technischen Universität Wien und der Technischen Hochschule Lausanne (Schweiz) wollen vor allem Nachwuchswissenschaftler Quantenpunkte und Nanodrähte zusammenbringen. Die Kooperation fördert als sogenanntes D-A-CH-Projekt die Zusammenarbeit zwischen Universitäten in Deutschland (D), Österreich (A) und der Schweiz (CH). „In diesem Programm unterstützt die Deutsche Forschungsgemeinschaft gemeinsam mit ihren Pendants in Österreich und der Schweiz unser Projekt“, erklärt Prof. Dr. Carsten Ronning vom Institut für Festkörperphysik der Universität Jena das Konzept. „Mit einer Fördersumme von insgesamt etwa 600.000 Euro bieten wir drei vielversprechenden Doktoranden die Möglichkeit, an den drei Universitäten in einem internationalen Umfeld praktische Grundlagenforschung zu betreiben.“

In Jena wird Andreas Johannes diese Position einnehmen. Der 25-Jährige hatte hier bereits sein Physikstudium abgeschlossen. „Wir sind sehr froh, ihn für diese Aufgabe gewonnen zu haben“, sagt Ronning, der Lehrstuhlinhaber für experimentelle Physik/Festkörperphysik der Universität Jena. Vorgesehen sei vor allem, dass sich die Doktoranden während ihrer Forschungen austauschen und die jeweiligen Vorteile der unterschiedlichen Forschungseinrichtungen vor Ort nutzen. Mit dem Geld sollen deshalb neben den Personalkosten in erster Linie die Reisen bezahlt werden.

In allen drei Forschungseinrichtungen sollen Quantenpunkte auf unterschiedliche Art und Weise mit Halbleiter-Nanodrähten verbunden werden. Der Jenaer Schwerpunkt liegt darin, sie in Halbleiter-Nanodrähte aus Zinkoxid zu integrieren und herauszufinden, ob sich daraus tatsächlich neue Funktionalitäten ergeben. Die Physiker wollen dabei die Anordnung der Quantenpunkte beeinflussen und sie miteinander kommunizieren lassen. „Diese von uns entwickelten Kombinationen könnten als Speichermedien verwendet werden, die sich optisch auslesen lassen“, sagt Carsten Ronning. Da diese Quantenpunkte leuchten, könnten so eventuell auch neuartige Leuchtdioden entwickelt werden. Wenn die Lichtpunkte miteinander interagieren, ließen sich sogar Laserdioden realisieren, die etwa als optische Sensoren verwendet werden könnten. Dank ihrer Größe könnten durch sie in der Medizin winzige Keime identifiziert werden.

Das alles sei aber noch Zukunftsmusik, sagt der Jenaer Experimentalphysiker. Zuerst einmal wolle man die Möglichkeiten der Nanokombinationen ausloten, bevor man auf mögliche Anwendungen schaut.

Nähere Informationen zum Projekt auch unter www.dach.uni-jena.de.

Kontakt:
Prof. Dr. Carsten Ronning
Institut für Festkörperphysik der Universität Jena
Helmholtzweg 3, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947300
E-Mail: carsten.ronning[at]uni-jena.de