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Nanotechnologie: Kontrollierte spontane Emission

Will das junge Gebiet der Quantenoptik eines Tages den Sprung aus den Laboratorien in die technische Anwendung schaffen, muss sie kontrollier- und steuerbare Komponenten hervorbringen. Eines ihrer drängenden Probleme liegt somit darin, die spontane Emission von Photonen, die durch zufällige Schwankungen der Vakuumenergie hervorgerufen wird, in den Griff zu bekommen. Ein Team um Peter Lodahl von der niederländischen Universität Twente hat nun einen viel versprechenden Ansatz dafür entwickelt.

Grundlage der Experimente bildete ein photonischer Kristall. Durch gezielten Einbau von Halbleiter-Quantenpunkten gelang es den Forschern, die Vakuum-Schwankungen zu beeinflussen und dadurch die Abstrahlung des Lichts zu beschleunigen oder zu verzögern. Im Prinzip wäre es sogar möglich, die Emissionen ganz zu unterbinden. Die Justierung erfolgt über die Einstellung der Gitterparameter des Kristalls.

Sollten eines Tages alle Schwierigkeiten überwunden sein, dann könnten mit derartig kleinen Lichtquellen Miniaturlaser und sogar Quantencomputer photonische Kristalle als Lichtquelle nutzen.

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