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Ein Laser aus Nanoröhrchen

Von Rainer Scharf


Foto University of California
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Wie Grashalme stehen diese winzigen, weniger als 100 Nanometer dicken Kristallnadeln nebeneinander (D).  Es ist, als hätte sie jemand mit dem Rasenmäher abgeschnitten. Etwa zehn Milliarden von ihnen bedecken eine Fläche von einem Quadratzentimeter (A-C).  Sie alle bestehen aus dem Halbleiter Zinkoxyd und sind gleichsam Miniaturlaser. Werden die Kristalle mit ultraviolettem Licht beleuchtet, strahlen sie Laserlicht bei der Wellenlänge von 380 Nanometer ab ("Science", Bd. 292, S. 1897).  Dabei wirken die Stirnflächen (E) an den beiden Enden einer Nadel als Spiegel, die die entstehende Strahlung so lange festhalten, bis sie als Laserlicht nach oben entweichen kann.  Die Kristallnadeln wachsen unter bestimmten Bedingungen von allein.  Für ihre Versuche haben Wissenschaftler der University of California in Berkeley eine Saphiroberfläche mit einer hauchdünnen Goldschicht überzogen und anschließend mit Zinkoxyd bedampft.  Das Gold wirkte dabei als Katalysator, so daß nur an den goldüberzogenen Stellen Kristallnadeln "gesprossen" sind.  Abhängig von der Dauer der Bedampfung werden die Nadeln zwischen zwei und zehn Mikrometer lang.  Sie stehen fast ausnahmslos senkrecht auf der Saphiroberfläche, wie man in den beiden Abbildungen deutlich sieht.  Die Miniaturlaser haben eine Reihe von Vorzügen.  Sie arbeiten ohne Kühlung bereits bei Raumtemperatur, sie lassen sich leichter anregen als andere Miniaturlaser, und ihre Strahlung ist kurzwelliger als blaues Licht.  Dies eröffnet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, zum Beispiel bei der Informationsspeicherung und bei der Analyse mikroskopischer Proben. 

Frankfurter Allgemeine Zeitung, 13.06.2001, Nr. 135 / Seite N2

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