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Nanotechnologie: Antennen für Licht

Ein Forscherteam um Peter Mühlschlegel vom National Center of Competence in Research Nanoscale Science der Universität Basel hat mikroskopisch kleine Antennen für Licht konstruiert. Die nur wenige hundert Nanometer großen Gebilde bestehen aus Gold und sollen der Ankopplung elektromagnetischer Strahlung an optoelektronische Schaltungen dienen, die zunehmend in der Informationstechnologie eine wichtige Rolle einnehmen.

Bekannt sind Antennen beispielsweise als Sende- oder Empfangseinrichtungen in der Funktechnik oder bei Radio- und Fernsehsendern respektive -empfängern. Damit eine Antenne funktioniert, muss ihre Geometrie normalerweise mindestens so groß sein wie die halbe Wellenlänge der korrespondierenden Strahlung. Nur bei geeigneter Größe und Gestalt können die elektrischen Ladungen im Antennenmaterial mit einem äußeren elektromagnetischen Feld in Resonanz treten und mit ihm im Gleichtakt schwingen. Leistungsfähige Radio-, Funk- oder Fernsehantennen haben daher zum Teil Ausmaße von mehreren Metern.

Licht schwingt dagegen mit Wellenlängen von einigen hundert Nanometern. Optische Antennen müssen daher in einer vergleichbaren Größenordnung liegen. Beste Ergebnisse erzielten die Schweizer Nanotechniker jedoch mit Strukturen, die deutlich kleiner waren. Denn bei diesen Dimensionen macht sich die endliche Leitfähigkeit des Substrates bemerkbar.

Trotzdem konnten die Wissenschaftler ihre Objekte dazu bringen, mehr als eintausendmal stärker zu strahlen als vergleichbare, plane Goldfolien. Das Team möchte auf diese Weise neue optoelektronische Bauteile entwickeln beispielsweise für die Informationsverarbeitung oder für optische Analyseverfahren.

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