Nanodrähte für winzige Laser und Leuchtdioden

Nur noch wenige millionstel Meter messen in Zukunft winzige Leuchtdioden (LED) oder Laser aus Nanodrähten. Reif für eine Serienproduktion sind sie noch nicht. Aber das Material Zinkoxid gilt hier als viel versprechend für den Bau solcher Kleinstmodule.

Nanodrähte
Nanodrähte

Leipzig - Physiker von der Universität Leipzig fertigten stabile Nanodrähte aus Zinkoxid und konnten sie mit ausreichend Phosphor-Atomen dotieren. Wie die Forscher in der Fachzeitschrift "Nanotechnology" berichten, könnten daraus nun blau und ultraviolett leuchtende LED und Laserdioden entstehen.

"Durch die Züchtung von strukturell besonders hochwertigen, spannungs- und defektarmen Zinkoxid-Nanodrähten konnten wir die bekannten Schwierigkeiten umgehen", sagt Marius Grundmann, Leiter der Arbeitsgruppe am Institut für Experimentelle Physik II der Universität Leipzig. Erstmals züchteten sie Nanodrähte, in denen ausreichend zusätzliche Phosphor-Atome eingebaut werden konnten. Diese verleihen dem Verbindungshalbleiter eine hohe Leitfähigkeit für Elektronenlöcher, einer Grundvoraussetzung für den Einsatz in Leuchtdioden.

Kern der Technik ist ein neuartiger Laserplasma-Züchtungsprozess. Die Nanodrähte aus Zinkoxid bauen bei ihrem Wachstum dabei Phosphor-Atome, die vom Reaktionspartner Phosphor-Pentoxid stammen, in ihre Kristallstruktur ein. Das erfolgreiche Verfahren läuft bei deutlich höheren Prozessgasdrücken als bisher üblich ab.

Nun gilt es, die Nanodrähte mit elektrischen Kontakten zu versehen, so dass sie effizient Lichtteilchen aussenden können. Gelingt das, könnten schon bald leuchtende Nanomodule auf Prototypen von optischen Chips integriert werden. Diese versprechen eine deutlich größere Geschwindigkeit bei der Verarbeitung von Daten als die heute üblichen rein elektronischen Schaltkreise.