Glühbirnen aus Kohlenstoffnanoröhren
Filamente aus Kohlenstoffnanoröhren senden teilweise polarisiertes Licht aus
Wissenschaftler in China haben eine weitere mögliche Anwendung von Kohlenstoffnanoröhren gefunden. Wenn diese durch einen hohen Strom zum Glühen gebracht werden, so senden sie wie die Wolframfäden gewöhnlicher Glühbirnen Licht aus. Im Gegensatz zu diesen ist das von den Kohlenstoffnanoröhren ausgesandte Licht allerdings aufgrund des geringen Durchmessers der Röhren teilweise polarisiert. Darüber berichtet das Fachblatt Applied Physics Letters (Band 82 Seite 1763).
ANZEIGE
Peng Li und seine Forscherkollegen der chinesischen Tsinghua-Universität stellten zunächst große Mengen von Kohlenstoffnanoröhren durch eine katalytische Reaktion auf einer mit Eisen überzogenen Siliziumoberfläche her. Die einzelnen Röhren waren dabei etwa 600 Mikrometer lang und wiesen Durchmesser von nur 10 Nanometern auf. Ein Bündel dieser Röhren wurde dann mit einer dünnen Spitze von der Oberfläche entfernt und zwischen zwei Elektroden aus einer Gold-Titan-Legierung gebracht. Die Elektroden waren somit durch das Röhrenbündel überbrückt, so dass bei der Anlegung einer Spannung ein Strom durch die Röhren fließen konnte.
Dadurch begannen die Röhren zu Glühen, und wie erwartet stimmte die Frequenzverteilung des abgestrahlten Lichts gut mit den Vorhersagen des Planckschen Gesetzes der Schwarzkörperstrahlung überein. Kohlenstoffnanoröhren unterscheiden sich daher in dieser Hinsicht nicht von den in vielen Glühbirnen eingesetzten Wolframfäden.
Während diese allerdings einen Durchmesser von mehreren Hundert Mikrometern aufweisen, ist der Durchmesser einer Kohlenstoffnanoröhre so klein, dass sich Elektronen in ihr quasi nur in einer Dimension bewegen können. Wenn die Elektronen daher bei den durch den hohen Strom ausgelösten Zusammenstößen Licht abgeben, ist dieses bevorzugt in Richtung der Achse der Röhre polarisiert. Im Gegensatz dazu können sich die Elektronen in einem Wolframfaden aufgrund des viel größeren Durchmessers in allen drei Raumdimensionen bewegen, so dass das ausgesandte Licht in diesem Fall unpolarisiert ist.
Die Forscher glauben, dass Kohlenstoffnanoröhren einst in neuartigen, billigen Lichtquellen etwa für Mikroskope eingesetzt werden könnten. Die teilweise Polarisation des Lichts würde dann etwa spektroskopische Untersuchungen erleichtern.
Stefan Maier
