Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

TFB macht unsichtbares Licht sichtbar

06.07.2018

Ein neues Material mit perfekten Tetraederschichten zur Sichtbarmachung von Infrarotstrahlung und zur Erzeugung hochenergetischen UV-Lichts

In der renommierten Fachzeitschrift „Advanced Optical Materials“ haben Festkörperchemiker der Universität Augsburg gemeinsam mit Kollegen aus Frankfurt/M. und Houston (Texas) den Stoff TFB vorgestellt – ein völlig neues Material, das aus unsichtbarem Licht sichtbares macht und noch mehr kann.


In Sn[B₂O₃F₂] (TFB) verbinden sich Tetraeder aus Bor, Sauerstoff (rot) und Fluor (grün) zu unendlichen Schichten; die grau gezeichneten Zinnatome sorgen für die perfekte Ausrichtung der Schichten.

@ Universität Augsburg/IfP

TFB steht für Zinnfluorooxoborat bzw. Sn[B₂O₃F₂]. Die Herstellung dieses neuen Materials gelang einem von dem Augsburger Chemiker Prof. Dr. Henning Höppe geleiteten Forscherteam durch die geschickte Reaktion zweier großtechnisch verfügbarer Chemikalien: Boroxid und Zinnfluorid.

Höppes Festkörperchemie-Arbeitsgruppe erforscht am Institut für Physik der Universität Augsburg Fluorooxoborate. Das sind Verbindungen, die strukturell den zu Tausenden natürlich vorkommenden Silicaten ähneln. Silicate – das sind Steine wie Quarz oder Glimmer – nehmen einen Anteil von über 90 Prozent an der Erdrinde ein und kommen in vielfältigen Strukturen vor.

Chemisch unterscheiden sich die in Augsburg untersuchten Verbindungen allerding deutlich von den strukturell ähnlichen Silicaten: Während letztere allesamt u. a. Silicium und Sauerstoff enthalten, enthalten Fluorooxoborate Fluor, Sauerstoff und Bor.

"Die wissenschaftliche Bedeutung der aktuellen Ergebnisse unserer Forschung zu Fluorooxoboraten liegt in der völlig außergewöhnlichen Kristallstruktur des von uns gezielt hergestellten TFB", erläutert Höppe. TFB enthält – wie gängige Silicate – ausschließlich Tetraeder als zu ebenen Schichten verbundene Baueinheiten, wobei alle Tetraederspitzen genau in dieselbe Richtung zeigen.

"Diese ausgesprochen ästhetische Kristallstruktur ist sehr ungewöhnlich. Wir ahnten, dass solch perfekte Schichten herstellbar sein müssten. Und wir dachten", so Höppe, "mit Zinn könnte es funktionieren – und es hat funktioniert!“

Die Kristallstrukturen von Fluorooxoboraten, deren Bildung dank reiner Grundlagenforschung jetzt also verstanden werden kann, sind unter Anwendungsgesichtspunkten hochrelevant. Sie verfügen nämlich über besondere nicht-linear optische Eigenschaften, zu denen u. a. die Frequenzverdopplung zählt – will heißen: Wird ein solches Material mit hoher Intensität bestrahlt, entsteht Strahlung mit verdoppelter Frequenz und dementsprechend halbierter Wellenlänge. Unsichtbare Infrarotstrahlung wird so zu grünem Licht, wie man es z. B. vom Laserpointer kennt.

"Unser TFB kann aber noch mehr", betont Höppe: "Denn mit diesem gezielt herstellbaren Material lässt sich auch hochenergetisches UV-Licht für spezielle optische Anwendungen erzeugen – z. B. für die Fotolithografie in der Halbleitertechnik, für ein derzeit weltweit hochaktuelles Arbeitsgebiet also."

Originalbeitrag:
S. G. Jantz, M. Dialer, L. Bayarjargal, B. Winkler, L. van Wüllen, F. Pielnhofer, J. Brgoch, R. Weihrich und H. A. Höppe, Sn[B₂O₃F₂] — The First Tin Fluorooxoborate as Possible NLO Material, Adv. Optical Mater. (2018) 1800497 (https://doi.org/10.1002/adom.201800497).

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Henning Höppe
Institut für Physik der Universität Augsburg
D-86135 Augsburg
Telefon +49(0)821-598-3033
henning.hoeppe@physik.uni-augsburg.de

Weitere Informationen:

https://doi.org/10.1002/adom.201800497

Klaus P. Prem | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-augsburg.de/

Weitere Berichte zu: Bor Grundlagenforschung Kristallstruktur Licht Quarz Sauerstoff Silicate TFB

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Neues Additiv schützt Holzwerkstoffe vor Flammen
14.02.2019 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

nachricht Maßgeschneiderter Materialmix für dreidimensionale Mikro- und Nanostrukturen
13.02.2019 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Grüne Spintronik: Mit Spannung Superferromagnetismus erzeugen

Ein HZB-Team hat zusammen mit internationalen Partnern an der Lichtquelle BESSY II ein neues Phänomen in Eisen-Nanokörnern auf einem ferroelektrischen Substrat beobachtet: Die magnetischen Momente der Eisenkörner richten sich superferromagnetisch aus, sobald eine elektrische Spannung anliegt. Der Effekt funktioniert bei Raumtemperatur und könnte zu neuen Materialien für IT-Bauelemente und Datenspeicher führen, die weniger Energie verbrauchen.

In heutigen Datenspeichern müssen magnetische Domänen mit Hilfe eines externen Magnetfeld umgeschaltet werden, welches durch elektrischen Strom erzeugt wird....

Im Focus: Regensburger Physiker beobachten, wie es sich Elektronen gemütlich machen

Und können dadurch mit ihrer neu entwickelten Mikroskopiemethode Orbitale einzelner Moleküle in verschiedenen Ladungszuständen abbilden. Die internationale Forschergruppe der Universität Regensburg berichtet über ihre Ergebnisse unter dem Titel “Mapping orbital changes upon electron transfer with tunnelling microscopy on insulators” in der weltweit angesehenen Fachzeitschrift ,,Nature‘‘.

Sie sind die Grundbausteine der uns umgebenden Materie - Atome und Moleküle. Die Eigenschaften der Materie sind oftmals jedoch nicht durch diese Bausteine...

Im Focus: Regensburg physicists watch electron transfer in a single molecule

For the first time, an international team of scientists based in Regensburg, Germany, has recorded the orbitals of single molecules in different charge states in a novel type of microscopy. The research findings are published under the title “Mapping orbital changes upon electron transfer with tunneling microscopy on insulators” in the prestigious journal “Nature”.

The building blocks of matter surrounding us are atoms and molecules. The properties of that matter, however, are often not set by these building blocks...

Im Focus: Universität Konstanz gewinnt neue Erkenntnisse über die Entwicklung des Immunsystems

Wissenschaftler der Universität Konstanz identifizieren Wettstreit zwischen menschlichem Immunsystem und bakteriellen Krankheitserregern

Zellbiologen der Universität Konstanz publizieren in der Fachzeitschrift „Current Biology“ neue Erkenntnisse über die rasante evolutionäre Anpassung des...

Im Focus: University of Konstanz gains new insights into the recent development of the human immune system

Scientists at the University of Konstanz identify fierce competition between the human immune system and bacterial pathogens

Cell biologists from the University of Konstanz shed light on a recent evolutionary process in the human immune system and publish their findings in the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Thema Desinformation in Online-Medien

15.02.2019 | Veranstaltungen

FfE-Energietage 2019 - Die Energiewelt heute und morgen vom 1. bis 4. April 2019 in München

15.02.2019 | Veranstaltungen

Deutscher Fachkongress für kommunales Energiemanagement: Fokus Energie – Architektur – BauKultur

13.02.2019 | Veranstaltungen

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

Katalysatoren - Fluktuationen machen den Weg frei

15.02.2019 | Biowissenschaften Chemie

Berührungsgeschützt, kompakt, einfach: Rittal erweitert Board-Technologie

15.02.2019 | Energie und Elektrotechnik

Wie kann digitales Lernen gelingen? Lern-Prototypen werden auf der didacta vorgestellt

15.02.2019 | Bildung Wissenschaft

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