Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wechselspiel zwischen elektrischer Ladung und Licht

05.01.2016

Forscherteam der Universität Göttingen entdeckt Modellsystem auf atomarer Skala

Viele heutige elektronische Bauteile haben im Zuge ihres Miniaturisierungsprozesses eine Größe auf der atomaren Skala erreicht. Ein substantieller Faktor für eine erfolgreiche Funktionalität ist hierbei die Kontrolle elektrischer Ladungen und Felder auf kleinster Skala.


Die nanometergroße Spitze eines Rastertunnelmikroskops erzeugt auf kleinster Skala elektrische Felder innerhalb einer Halbleiteroberfläche. Mit Hilfe optischer Anregung oder per Ladungsinjektion durch den Tunnelstrom kann das Gleichgewicht der Feldabschirmung aktiv gestört werden.


Das Forscherteam der Universität Göttingen mit Dr. Martin Wenderoth (von links), Katharina Kaiser und Philipp Kloth. Foto: Benjamin Schröder.

Ein Forscherteam der Universität Göttingen hat ein Modellsystem gefunden, mit dem es möglich ist, die Dynamik einzelner Ladungsträger innerhalb solcher elektronischen Strukturen mit molekularer Auflösung zu charakterisieren. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Nature Communications erschienen.

„Das Experiment besteht aus einer Kombination von optischer Anregung mit Hilfe eines Lasers und der Rastertunnelmikroskopie“, erklärt Erstautor Philipp Kloth vom IV. Physikalischen Institut der Universität Göttingen. „Wie bei einer Solarzelle werden durch die Anregung der Halbleiteroberfläche mit Licht freie Ladungsträger generiert.“

Neu ist nun die Rolle des Rastertunnelmikroskops: Dies ist nicht nur in der Lage, das Material auf atomarer Skala abzubilden, sondern kann zusätzlich genutzt werden, um gezielt Ladungen in das System zu injizieren.

„Damit ist es möglich, das Gleichgewicht der optisch generierten Ladungsträger aktiv zu stören. Als Folge lassen sich die Konzentration von freien Ladungsträgern kontrolliert einstellen und damit verschiedene Abschirmmechanismen von elektronischen Feldern auf atomarer Skala simulieren“, so Mitautor Dr. Martin Wenderoth vom IV. Physikalischen Institut der Universität Göttingen.

Die neuen Ergebnisse, die im Rahmen des Sonderforschungsbereichs (SFB) 1073 erzielt wurden, stehen exemplarisch für jüngste Entwicklungen eines neuen Forschungsschwerpunktes am Göttingen Campus. Der SFB 1073 befasst sich speziell mit der Kontrolle von Energieumwandlungen auf kleinster Skala.

Das im Forschungsprojekt von Dr. Wenderoth entwickelte und in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Claus Ropers und Prof. Dr. Alec Wodtke konzipierte Experiment stellt hierbei einen wichtigen Baustein zur Untersuchung solcher Prozesse dar.

„In Zukunft soll die Lichtanregung auf Oberflächen gezielt dazu eingesetzt werden, chemische Prozesse einzelner Moleküle auszulösen und dann mit dem Rastertunnelmikroskop zu charakterisieren“, so Dr. Wenderoth. Dabei könnte das Verständnis solcher Prozesse bei der Entwicklung von künstlicher Photosynthese helfen und somit zur Entwicklung effizienter Anwendungen zur Energiegewinnung und -konversion beitragen.

Originalveröffentlichung: Philipp Kloth et al. Controlling the screening process of a nanoscaled space charge region by minority carriers. Nature Communications. Doi: 10.1038/ncomms10108.

Hinweis an die Redaktionen:
Fotos zum Thema haben wir im Internet unter http://www.uni-goettingen.de/de/3240.html?cid=5397 zum Download bereitgestellt.

Kontaktadresse:
Dr. Martin Wenderoth
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Physik – IV. Physikalisches Institut
Friedrich-Hund-Platz 1, 37077 Göttingen
Telefon (0551) 39-9367 oder -4536
E-Mail: wenderoth@ph4.physik.uni-goettingen.de
Internet: http://www.uni-goettingen.de/de/500611.html

Weitere Informationen:

http://www.uni-goettingen.de/de/3240.html?cid=5397

Thomas Richter | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Schichten aus Braunschweig auf dem Weg zum Merkur
18.10.2018 | Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST

nachricht Datenspeicher der Zukunft: Extrem kleine magnetische Nanostrukturen mit Tarnkappen beobachtet
18.10.2018 | Forschungsverbund Berlin 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: Größter Galaxien-Proto-Superhaufen entdeckt

Astronomen enttarnen mit dem ESO Very Large Telescope einen kosmischen Titanen, der im frühen Universum lauert

Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Olga Cucciati vom Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) Bologna hat mit dem VIMOS-Instrument am Very Large...

Im Focus: Auf Wiedersehen, Silizium? Auf dem Weg zu neuen Materalien für die Elektronik

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben zusammen mit Wissenschaftlern aus Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgarien) und Madrid (Spanien) ein neues, metall-organisches Material entwickelt, welches ähnliche Eigenschaften wie kristallines Silizium aufweist. Das mit einfachen Mitteln bei Raumtemperatur herstellbare Material könnte in Zukunft als Ersatz für konventionelle nicht-organische Materialien dienen, die in der Optoelektronik genutzt werden.

Bei der Herstellung von elektronischen Komponenten wie Solarzellen, LEDs oder Computerchips wird heutzutage vorrangig Silizium eingesetzt. Für diese...

Im Focus: Goodbye, silicon? On the way to new electronic materials with metal-organic networks

Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz (Germany) together with scientists from Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgaria) and Madrid (Spain) have now developed and characterized a novel, metal-organic material which displays electrical properties mimicking those of highly crystalline silicon. The material which can easily be fabricated at room temperature could serve as a replacement for expensive conventional inorganic materials used in optoelectronics.

Silicon, a so called semiconductor, is currently widely employed for the development of components such as solar cells, LEDs or computer chips. High purity...

Im Focus: Blauer Phosphor – jetzt erstmals vermessen und kartiert

Die Existenz von „Blauem“ Phosphor war bis vor kurzem reine Theorie: Nun konnte ein HZB-Team erstmals Proben aus blauem Phosphor an BESSY II untersuchen und über ihre elektronische Bandstruktur bestätigen, dass es sich dabei tatsächlich um diese exotische Phosphor-Modifikation handelt. Blauer Phosphor ist ein interessanter Kandidat für neue optoelektronische Bauelemente.

Das Element Phosphor tritt in vielerlei Gestalt auf und wechselt mit jeder neuen Modifikation auch den Katalog seiner Eigenschaften. Bisher bekannt waren...

Im Focus: Chemiker der Universitäten Rostock und Yale zeigen erstmals Dreierkette aus gleichgeladenen Ionen

Die Forschungskooperation zwischen der Universität Yale und der Universität Rostock hat neue wissenschaftliche Ergebnisse hervorgebracht. In der renommierten Zeitschrift „Angewandte Chemie“ berichten die Wissenschaftler über eine Dreierkette aus Ionen gleicher Ladung, die durch sogenannte Wasserstoffbrücken zusammengehalten werden. Damit zeigen die Forscher zum ersten Mal eine Dreierkette aus gleichgeladenen Ionen, die sich im Grunde abstoßen.

Die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen den Professoren Mark Johnson, einem weltbekannten Cluster-Forscher, und Ralf Ludwig aus der Physikalischen Chemie der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Rettungsdienst und Feuerwehr - Beschaffung von Rettungsdienstfahrzeugen, -Geräten und -Material

18.10.2018 | Veranstaltungen

11. Jenaer Lasertagung

16.10.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2018

16.10.2018 | Veranstaltungen

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

Nanodiamanten als Photokatalysatoren

18.10.2018 | Materialwissenschaften

Schichten aus Braunschweig auf dem Weg zum Merkur

18.10.2018 | Physik Astronomie

Rettungsdienst und Feuerwehr - Beschaffung von Rettungsdienstfahrzeugen, -Geräten und -Material

18.10.2018 | Veranstaltungsnachrichten

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