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Astronomie|Physik Technik|Digitales

Vom Nichtleiter zum Halbmetall in wenigen Femtosekunden

Mittels eines nur winzigste Bruchteile einer Sekunde andauernden Laserblitzes lässt sich die Reflektivität eines organischen Salzes um mehr als hundert Prozent erhöhen. Das ist das Ergebnis einer auf dem „Frontiers in Optics“-Kongress in San Jose von Wissenschaftlern aus Japan, England und den USA vorgestellten Studie. Die Forscher glauben, damit den Schlüssel zur Herstellung eines schnellen optischen Schalters in der Hand zu haben.

Dass durch starke, kurze Laserblitze die elektronische Bandstruktur und somit die Reflektivität eines Stoffes verändert werden kann, ist in der Fachwelt wohlbekannt. Allerdings liegen die besten bisher erzielten Änderungen nur im Bereich von wenigen Prozent. Jiro Itatani vom Lawrence Berkeley Laboratorium in Kalifornien und seine Kollegen aus Oxford sowie den Universitäten von Tokio und Kyoto haben nun herausgefunden, dass ein bestimmtes organisches Salz durch Laserbehandlung einen ungewöhnlich starken Sprung in seiner Reflektivität erfährt ? um mehr als einhundert Prozent.

Den Forschern zufolge hängt dies damit zusammen, dass das Salz durch den Laserblitz von einem Nichtleiter mit nur geringem Reflexionsvermögen zu einem Halbmetall übergeht. Die dazu nötigen Energien des Laserstrahls sind im Vergleich zu bisherigen Untersuchungen derartiger Bandstrukturveränderungen überraschend gering.

Die in der Studie eingesetzten Laserblitze waren nur wenige Duzend Femtosekunden lang. Eine Femtosekunde entspricht dem Millionstel Teil einer Milliardstel Sekunde. Das Salz konnte somit blitzschnell von einem Nichtleiter zu einem Halbmetall und wieder zurück geschaltet werden.

Die Gruppe will nun versuchen, ihr Salz zu einem optischen Schalter zu verarbeiten, der einmal in blitzschnellen optischen Schaltkreisen für die Telekommunikation eingesetzt werden könnte.

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Webseite des Frontiers in Optics Kongresses Stefan Maier
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