Quantenpunkte verstärken Licht [Update]
Forscher erreichen erstmals Lichtverstärkung.
Forschern am Los Alamos National Laboratory im US-Bundesstaat New Mexico ist es erstmals gelungen, Quantenpunkte zur Verstärkung von Licht einzusetzen, berichtet das Technologie-Magazin Technology Review online. Mit dem Ansatz soll es langfristig möglich werden, kostengünstige Laser zu bauen, deren Wellenlänge über einen weiten Bereich verändert werden kann.
Quantenpunkte sind sehr kleine Strukturen, nur wenige Nanometer groß. Solche Halbleiter-Kristalle geben nach elektronischer Anregung Photonen mit einer sehr hohen Ausbeute ab, was sie als Lichtquelle interessant macht. Da die Wellenlänge des emittierten Lichts von der Größe des Nanokristalls abhängt und leicht verändert werden kann, stehen Quantenpunkte weit oben auf der Kandidatenliste für Laser mit abstimmbaren Wellenlängen. Bei Halbleiterlasern funktioniert das nur über einen sehr engen Wellenlängenbereich. Die Farbstofflaser können das besser, sie sind aber teuer, anfällig und benötigen viel Energie.
Von Quantenpunktlasern versprechen sich die Los Alamos-Forscher um Victor Klimov ungleich effizientere, abstimmbare Lichtquellen von Violett bis Grün, die sich direkt in optische Kabel oder "Lab on a Chip"-Geräte einbauen lassen. Doch der Weg bis dahin ist noch weit. Eine Voraussetzung für den Einsatz der Quantenpunkte als Lasermedium haben die Los-Alamos-Forscher jetzt demonstriert: Die Nanokristalle können Licht verstärken. Bislang gab ein Quantenpunkt genau ein Photon nach einer Anregung ab – damit daraus ein Laser wird, muss jedoch Lichtverstärkung vorliegen.
Mit speziellen Nanokristallen gelang es den Forschern, diese optische Verstärkung nachzuweisen. Zurzeit müssen die Quantenpunkte allerdings noch von Standard-Laserlicht von außen angeregt werden. "Der heilige Gral liegt darin, den Laser elektrisch zu betreiben. Klimovs Arbeit ist ein großer Schritt in dieser Richtung", meint Todd Krauss, Chemieprofessor an der University of Rochester, der Halbleiter-Nanokristalle erforscht. Trotzdem ist es noch ein weiter Weg zum Quantenpunktlaser, denn zum Laser gehört nicht nur die Lichtverstärkung, sondern auch ein Resonator.
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(bsc)
