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Veröffentlichung in Fachzeitschrift Nature Nanotechnology

Team der TU Dort­mund erzeugt mit magnetischen Nanoplättchen effizient Licht

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Elektronenmikroskopische Aufnahme von Nanoplättchen. © Experimentelle Physik 2​/​TU Dort­mund
Elektronenmikroskopische Aufnahme von Nanoplättchen. Ihre effektive Dicke beträgt nur etwa zwei milliardstel Meter, in der Ebene sind sie zehnmal so groß.

Nanoplättchen sind chemische Systeme, die Licht emittieren und beispielsweise in Leuchtdioden eingesetzt werden können. Forscherinnen und Forschern der TU Dort­mund ist es gemeinsam mit inter­natio­nalen Kolleginnen und Kollegen ge­lungen, die Plättchen zu starken Magneten zu machen, wodurch sich die Eigenschaften des Lichts, das die Nanoplättchen aussenden, gezielt steuern lassen. Die Ergebnisse hat das Team Ende Januar in der renommierten Fachzeitschrift Nature Nanotechnology veröffentlicht.

In den ver­gang­enen Jahren wurde eine neue Klasse von chemisch relativ einfach synthetisierbaren Systemen hergestellt – Nanoplättchen. Bei ihnen handelt es sich um sehr flache Strukturen, die nur wenige milliardstel Meter dick sind, dafür aber eine wesentlich größere Ausdehnung in der Ebene haben. Das hat zur Folge, dass elektrischer Strom in der Ebene nahezu ungehindert fließen kann, vertikal dagegen gar nicht.

Die Besonderheit solcher Strukturen ist, dass sie bei Injektion eines solchen Stroms sehr helles Licht ausstrahlen, weshalb sie künftig in Leuchtdioden eingesetzt werden sollen. Zudem können die Nanoplättchen sehr energieeffizient aus umweltverträglichen Materialien hergestellt werden. Durch die Wahl des Materials, aus dem die Plättchen aufgebaut sind, und ihre Dicke lässt sich sogar die Farbe des emittierten Lichts variieren.

Maßgeschneiderte Oberflächen

Wenig erforscht war bislang allerdings der Einfluss, den die Oberfläche der Nanoplättchen auf das Licht hat. Einer Arbeits­gruppe um apl. Prof. Dmitri Yakovlev vom Bereich Experimentelle Physik 2 der TU Dort­mund ist es nun gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen aus Russland, Frankreich, Belgien und Italien ge­lungen, Nanoplättchen – die eigentlich unmagnetisch sind – zu starken Magneten zu machen. Dafür haben sie die Oberflächen genutzt, auf denen sich chemisch ungebundene Ladungen befinden. Mithilfe dieses Magnetismus können verschiedene Eigenschaften der Lichtemissionen aus den Nanoplättchen gezielt eingestellt werden – unter anderem die Geschwindigkeit, mit der das Licht ausgesendet wird, und die Polarisation, also die Richtung, in die die Lichtwelle schwingt. Bei der Herstellung der Nanoplättchen müssen die Oberflächen dann entsprechend maßgeschneidert werden. Seine Ergebnisse hat das internationale Forscherteam Ende Januar in der renommierten Fachzeitschrift Nature Nanotechnology veröffentlicht.

 

Zum Bereich Experimentelle Physik 2 der TU Dort­mund

Zum Artikel in Nature Nanotechnology (DOI: 10.1038/s41565-019-0631-7)

 

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