Nanoporöse Metalle als Display, zur Lichtsteuerung oder als optischer Modulator

Entwickelt wurden nanoporöse Metalle mit einer extrem hohen spezifischen Oberfläche, d. h. einem sehr hohen Verhältnis von Oberflächen- zu Volumeninhalt. Durch Aufladung der Oberfläche ändern sich ihre Eigenschaften, z. B. dehnen sich die nanoporösen Metalle reversibel in einer Stärke aus, die bisher mögliche Werte bei Metallen um ein Vielfaches übersteigt.Die nanoporösen Metalle weisen durch Kanäle bzw. Stege jeweils durchgängig miteinander verbundene Poren und Nanoteilchen auf. Wird der Porenraum mit einem Elektrolyten gefüllt, so entstehen zwei einander sich durchdringende Leitfähigkeitspfade: Der Porenraum leitet Ionen und das Metallskelett Elektronen.

Da sich die Leiter überall auf ihrer Oberfläche berühren, bilden sich bei Anlegen einer Spannung Raumladungszonen aus. Durch Anlegen einer Arbeitsspannung von etwa 1 Volt können so die optischen Eigenschaften der nanoporösen Metalle direkt geschaltet werden.

Dünne Schichten aus den nanoporösen Metallen eignen sich für den Einsatz als farbige oder schwarz-weiße großflächige Anzeigen (Displays), zur Lichtsteuerung, z. B. zur automatischen Helligkeitsanpassung in Räumen, oder als schneller optischer Modulator.

Dr. Stephan Gärtner
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
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