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Nanophotonik: Molekül steuert Lichtstrahl

Forschern in der Schweiz ist es gelungen, ein einzelnes Molekül als Transistor für Licht einzusetzen. Damit haben sie einen Prototyp für optische Schaltkreise im Nanobereich geschaffen.
Photonischer Chip
Das erste Jahrzehnt des neuen Centenniums ist kaum vorüber, und schon machen sich Wissenschaftshistoriker auf die Suche nach Leitmotiven. Als wichtigste Errungenschaft des 20. Jahrhunderts erscheint im Rückblick die Mikroelektronik, die mit ihrem zentralen Element, dem Transistor, innerhalb kurzer Zeit unsere Welt verändert hat. Eine nicht weniger bedeutende Rolle könnte im neuen Jahrhundert die Nanophotonik spielen. Angesiedelt im Grenzgebiet zwischen Physik, Materialwissenschaften und Elektrotechnik, macht sie sich anheischig, winzig kleine Schaltkreise nicht für elektrische Ströme, sondern für Licht zu liefern, welche die heutigen Halbleiterchips in Sachen Arbeitsgeschwindigkeit weit in den Schatten stellen würden.

Zwar steckt das Gebiet noch in den Kinderschuhen. Doch nun hat eine Gruppe von Forschern am Laboratorium für Physikalische Chemie der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETHZ) einen wichtigen Schritt auf dem weiten Weg zur Realisierung der Vision getan. Vahid Sandoghdar und seinen Kollegen ist es gelungen, einen Transistor für Laserstrahlen zu entwickeln, der nur aus einem einzigen Molekül besteht (Nature, Bd. 460, S. 76). In der vorliegenden Version eignet er sich zwar noch nicht zur Anwendung in optischen Schaltkreisen, die es im Nanoformat bisher ohnehin nicht gibt; doch ist er ein hervorragendes Modellsystem für die weitere Erforschung der Möglichkeiten, Lichtstrahlen mit einzelnen Molekülen zu steuern.

Wieso bemühen sich Wissenschaftler überhaupt um die Ablösung des altbewährten Siliziumtransistors? Die Antwort ersieht man aus der Entwicklung der Taktraten von PCs...

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