Forscher von der Karl-Franzens-Universität und TU Graz entwickelten erstmals nano-optische Lichtquelle

Gemeinsam erfolgreich: NAWI Graz, die strategische Kooperation der Karl-Franzens-Universität Graz und der TU Graz im Bereich der Naturwissenschaften trägt Früchte. ForscherInnen beider Universitäten gelang in Zusammenarbeit erstmals die Entwicklung einer nano-optischen Lichtquelle. Damit wurden ideale Voraussetzungen für die Grundlagenforschung im Bereich der optischen Datenübertragung geschaffen. Diese wiederum ebnet den Weg für revolutionäre Anwendungen – vom optischen Chip bis hin zu hoch sensiblen Sensoren in Medizintechnik und Biotechnologie. Die Pionierleistung im Rahmen von NAWI Graz wurde unter anderem mit einer Veröffentlichung in der aktuellen Ausgabe des Top-Wissenschaftsmagazins „Nature Photonics“ gewürdigt.

Federführend verantwortlich für den jüngsten Forschungserfolg zeichnen Ao.Univ.-Prof. Dr. Joachim Krenn, Leiter der Arbeitsgruppe Nano-Optik am Institut für Physik der Karl-Franzens-Universität Graz, und Ao.Univ.-Prof. DI Dr. Emil J.W. List, CD-Laborleiter am Institut für Festkörperphysik der TU Graz. Gemeinsam haben die Wissenschafter mit ihren Teams einen Meilenstein in der Opto-Elektronik gesetzt. „Es ist uns gelungen, eine miniaturisierte Leuchtdiode aus Kunststoffhalbleitern zu konstruieren, die sich in eine wenige Nanometer dünne Goldoberfläche mit Nanostrukturen integrieren lässt und flaches, zweidimensionales Licht – so genannte Oberflächenplasmonen – emittiert“, berichtet Krenn. Der Wissenschafter erforscht mit seiner Arbeitsgruppe, wie sich das flache Licht an nanostrukturierten Oberflächen ausbreitet. Dabei hat er in den letzten Jahren bereits mehrmals wissenschaftliches Aufsehen erregt, zuletzt 2007, als mit Hilfe eines nano-technologischen Spiegels zweidimensionales Licht entlang einer Goldoberfläche gezielt ausgerichtet werden konnte. „Die neue nano-optische Lichtquelle schafft optimale Forschungsbedingungen für uns“, freut sich Krenn.

Voraussetzung für diese bahnbrechende Leistung war eine Bündelung von Kompetenzen durch Disziplinen übergreifende Forschung, sind sich die Wissenschafter einig. Durch die enge Zusammenarbeit von ForscherInnen aus Physik, Chemie und Materialwissenschaften beider Universitäten schafft NAWI Graz hier ideale Bedingungen. „Die Entwicklung konnte nur durch die Verwendung von Licht emittierenden Kunststoffhalbleitern, die in Nanometer dünnen Schichten aufgebracht die Lichtquelle bilden, realisiert werden“, erklärt Emil List, der in diesem Arbeitsgebiet gemeinsam mit PartnerInnen aus der Kunststoffchemie seit Jahren erfolgreich an der TU Graz tätig ist.

Die Vorteile der Verwendung von Kunststoffhalbleitern für elektronische Bauteile liegen in ihrer relativ einfachen und billigen Herstellung. Sie lassen sich großflächig erzeugen und eröffnen durch ihre Flexibilität eine Vielzahl neuer Möglichkeiten – von Leuchtdioden über Solarzellen und aufrollbare Displays bis hin zu Infrarot-Detektoren an Fahrzeugen, die rechtzeitig vor Gefahren warnen.