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 Blick auf die Erde vor der Sonne
19.06.2019 | Georg-August-Universität Göttingen

nachricht Zwei erdähnliche Planeten um einen der kleinsten Sterne – und die Möglichkeit, von dort aus die Erde nachzuweisen
18.06.2019 | Max-Planck-Institut für Astronomie

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: Erfolgreiche Praxiserprobung: Bidirektionale Sensorik optimiert das Laserauftragschweißen

Die Qualität generativ gefertigter Bauteile steht und fällt nicht nur mit dem Fertigungsverfahren, sondern auch mit der Inline-Prozessregelung. Die Prozessregelung sorgt für einen sicheren Beschichtungsprozess, denn Abweichungen von der Soll-Geometrie werden sofort erkannt. Wie gut das mit einer bidirektionalen Sensorik bereits beim Laserauftragschweißen im Zusammenspiel mit einer kommerziellen Optik gelingt, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT auf der LASER World of PHOTONICS 2019 auf dem Messestand A2.431.

Das Fraunhofer ILT entwickelt optische Sensorik seit rund 10 Jahren gezielt für die Fertigungsmesstechnik. Dabei hat sich insbesondere die Sensorik mit der...

Im Focus: Successfully Tested in Praxis: Bidirectional Sensor Technology Optimizes Laser Material Deposition

The quality of additively manufactured components depends not only on the manufacturing process, but also on the inline process control. The process control ensures a reliable coating process because it detects deviations from the target geometry immediately. At LASER World of PHOTONICS 2019, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be demonstrating how well bi-directional sensor technology can already be used for Laser Material Deposition (LMD) in combination with commercial optics at booth A2.431.

Fraunhofer ILT has been developing optical sensor technology specifically for production measurement technology for around 10 years. In particular, its »bd-1«...

Im Focus: Additive Fertigung zur Herstellung von Triebwerkskomponenten für die Luftfahrt

Globalisierung und Klimawandel sind zwei der großen Herausforderungen für die Luftfahrt. Der »European Flightpath 2050 – Europe’s Vision for Aviation« der Europäischen Kommission für Forschung und Innovation sieht für Europa eine Vorreiterrolle bei der Vereinbarkeit einer angemessenen Mobilität der Fluggäste, Sicherheit und Umweltschutz vor. Dazu müssen sich Design, Fertigung und Systemintegration weiterentwickeln. Einen vielversprechenden Ansatz bietet eine wissenschaftliche Kooperation in Aachen.

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT und der Lehrstuhl für Digital Additive Production DAP der RWTH Aachen entwickeln zurzeit eine...

Im Focus: Die verborgene Struktur des Periodensystems

Die bekannte Darstellung der chemischen Elemente ist nur ein Beispiel, wie sich Objekte ordnen und klassifizieren lassen.

Das Periodensystem der Elemente, das die meisten Chemiebücher abbilden, ist ein Spezialfall. Denn bei dieser tabellarischen Übersicht der chemischen Elemente,...

Im Focus: The hidden structure of the periodic system

The well-known representation of chemical elements is just one example of how objects can be arranged and classified

The periodic table of elements that most chemistry books depict is only one special case. This tabular overview of the chemical elements, which goes back to...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Rittal und Innovo Cloud sind auf Supercomputing-Konferenz in Frankfurt vertreten

18.06.2019 | Veranstaltungen

Teilautonome Roboter für die Dekontamination - den Stand der Forschung bei Live-Vorführungen am 25.6. erleben

18.06.2019 | Veranstaltungen

KI meets Training

18.06.2019 | Veranstaltungen

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

Universität Jena mit innovativer Lasertechnik auf Photonik-Messe in München vertreten

19.06.2019 | Messenachrichten

Meilenstein für starke Zusammenarbeit: Neuer Standort für Rittal und Eplan in Italien

19.06.2019 | Unternehmensmeldung

Katalyse: Hohe Reaktionsraten auch ohne Edelmetalle

19.06.2019 | Biowissenschaften Chemie

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