UV-Licht aus Nano-Blitzableitern

Mit einer im Labor entwickelten Laserapparatur ist es Göttinger und Leipziger Wissenschaftlern gelungen, extrem kurzwellige UV-Strahlung an Nanostrukturen zu erzeugen. Sie haben damit einen wichtigen Schritt zur Erforschung extrem schneller oder sehr kleiner Objekte getan. „Die Erzeugung extrem kurzer UV-Strahlungsimpulse spielt sowohl für die Grundlagenforschung als auch für Anwendungen im Bereich der Lithographie eine besondere Rolle“, erläutert Bernd Abel von der Universität Leipzig. Diese kompakten Labor-Lichtquellen ermöglichen nun Experimente, die sich bisher nur aufwändig in Großforschungsanlagen durchführen ließen. Nanostrukturen verstärken wie kleine Blitzableiter elektrische Felder an ihren Spitzen. Dank der neuen Erkenntnisse lassen sich die Mechanismen der Erzeugung extrem kurzwelliger Strahlung an Nanostrukturen nun besser verstehen.

„Die Hohen Harmonischen sind schwer zu erzeugen, da nur ein sehr kleiner Teil der UV-Strahlung in extrem kurzwellige umgewandelt wird“, berichtet Abel. „Es war wirklich nötig, dass über dieses Gebiet nun ein Grundlagen-Artikel existiert, der die bisher unverstandenen Mechanismen beleuchtet und quantitativ erklärt“, meint er. Die Effekte seien bisher sehr kontrovers in der Literatur und in der Fachwelt diskutiert worden.

Darüber hinaus zeigten die Wissenschaftler die Möglichkeit auf, Edelgasatome und Ionen als Sonden für die extrem hohe elektromagnetische Felder zu verwenden und für ein Ausmessen von Licht-Materie-Wechselwirkung einzusetzen. „Das Spektrum der Gasatome ist wie ein Fingerabdruck, der uns die Lichtintensität innerhalb der Nanostruktur verrät", erklärt Claus Ropers von der Universität Göttingen. Die jüngsten Forschungsergebnisse können in der Grundlagenforschung Durchbrüche ermöglichen. Auch bei der Optimierung von Photovoltaik-Modulen, der Erzeugung immer kleinerer Strukturen auf Computerchips und in der Röntgenmikroskopie finden sie Anwendung.

U. Leipzig / GAU / AH, OD