Kohlenstoff-Nanoröhren mit nützlichem Effekt

6. Jänner 2011, 17:45
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US-Forscher nehmen Wechselwirkungen mit Licht unter die Lupe

New York - Kohlenstoff-Nanoröhren sind zylindrisch ausgerollte Blätter von Kohlenstoff-Atomen. Aufgrund ihrer interessanten Materialeigenschaften werden sie in der Forschung für immer mehr Einsatzgebiete relevant. Forscher derUS-amerikanischen Cornell University berichten in der Zeitschrift "Nature Nanotechnology" von Wechselwirkungen zwischen Licht und Kohlenstoff-Nanoröhren, die ebenfalls potenziell verwertbar sind: Die Nanoröhren können Lichtsignale senden und empfangen - analog dazu, wie es Funkgeräte mit Radiowellen tun. Potenzial hat diese Entdeckung vor allem für die künftige Verbesserung von optischen Leitungen durch winzige Antennen, die bestimmte Farben von Licht auf der Nanoskala kontrollieren und aufnehmen können.

Das entscheidende Grundprinzip ist die Rayleigh-Streuung: Damit bezeichnet man die elastische Streuung elektromagnetischer Wellen an Teilchen, deren Durchmesser im Vergleich zur Wellenlänge klein ist. Derselbe Effekt ist in der Natur dafür verantwortlich, dass das Sonnenlicht an Luftmolekülen gestreut wird, wobei die stärkere Streuung höherfrequenten Lichts den Himmel tagsüber blau, beim Sonnenauf- und -Untergang hingegen rot erscheinen lässt.

Im Labor konnten die Forscher diesen Effekt auch bei Nanoröhren aus Kohlenstoff feststellen. Während sich die Lichtstreuung nach makroskopischen Prinzipien verbreitet, bestimmen intrinsische Quanteneigenschaften, mit welcher Farbe und wie intensiv dies geschieht. Die einfach gebundene Struktur der Kohlenstoff-Moleküle der Nanoröhren entscheidet somit die Art der Lichtstreuung - unabhängig von ihrer Geometrie, was ein deutliche Verbesserung zu heutigen optischen Nanostrukturen aus Metall ist. (pte/red)

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