Lichtquelle von der Größe eines Virus

Eine der kleinsten Lampen der Welt haben amerikanische Nanoforscher entwickelt.

Nanofaser leuchtet orange
Nanofaser leuchtet orange

Ithaca (USA)/Chemnitz - Winzige Fasern aus einem organischen Material, die kaum größer sind als ein Grippevirus, senden oranges Licht aus. Wie die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift "Nano Letters" berichten, könnten diese Nanoleuchten für winzige Sensoren, in der Mikroskopie oder auch für Flachbildschirme genutzt werden.

"Mit dieser Lichtquelle können Objekte illuminiert werden, die man sonst nicht sehen könnte", sagt José M. Moran-Mirabal von der Cornell University in Ithaca. Verantwortlich für die Lichtemission ist ein organischer Rutheniumkomplex. In hauchdünnen Schichten auf ein leitfähiges Trägermaterial aufgetragen wird es mit relativ geringen Spannungen von drei bis vier Volt zur Elektrolumineszenz angeregt.

Besonders heben die Forscher das elegante Produktionsverfahren heraus. Dabei werden die Nanometer kleinen Strukturen nicht mit aufwändigen Lithographie-Verfahren erzeugt, sondern aus einer flüssigen, sirupartigen Lösung. Geringe Mengen davon verteilen sich gleichmäßig auf einer rotierenden Unterlage, die mit zahlreichen Goldpartikeln beschichtet ist. Durch elektrische Spannungen, die zwischen den Goldteilchen und einer feinen Spitze oberhalb der lichtaktiven Fläche fließen, bilden sich die Faserstrukturen aus.

Auch deutsche Forscher arbeiten an winzigen Lichtquellen für den Einsatz in der optischen Datenverarbeitung. Das Team um Frank Cichos von der Technischen Universität Chemnitz entwickelte dazu eine Art Nano-Scheinwerfer, der die dreidimensionalen Strukturen von photonischen Kristallen erleuchtet. Die Lichtquelle besteht dabei aus einem Millionstel Millimeter kleinen Molekülhaufen aus Cadmiumselenid. Eingelagert in eine dreidimensionale Struktur aus winzigen Polymerkügelchen kann diese über Fluoreszenz zum Leuchten angeregt werden.

"Mit solchen Quantenpunkten ist es erstmals möglich, einen Blick in die lokalen optischen Eigenschaften eines dreidimensionalen photonischen Kristalls zu werfen", sagt Cichos. Beide Ansätze, leuchtende Nanofasern oder Quantenpunkte, haben das Potenzial, in extrem schnellen Lichtchips oder hochempfindlichen Sensoren eingesetzt zu werden.