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Lasertechnik: Nanolaser aus dem Becherglas

Perowskite sollen schon Solarzellen effektiver machen – jetzt liefern die neuen Materialien mit einfachsten Mitteln lasertaugliche Nanodrähte.
Forschung an einem LasertischLaden...

Hybrid-Perowskite aus organischen und anorganischen Stoffen bilden in Form dünner Schichten die Grundlage neuer, sehr effektiver Solarzellen. Wie alle Halbleitermaterialien können sie jedoch nicht nur Licht einfangen, sondern auch aussenden: Eine Arbeitsgruppe um Song Jin von der University of Wisconsin-Madison stellte jetzt einen Weg vor, mit einfachsten technischen Mitteln aus den so genannten Methylammoniumbleihaliden hocheffiziente Nanodrähte herzustellen. Die Stoffe mit der Summenformel CH3NH3PbX3 – X kann für Chlor, Brom und Jod stehen – kristallisieren als etwa 400 Nanometer dicke Kristalldrähte, sobald man die Ausgangsstoffe in einer Lösung zusammenführt. Nach Angaben des Teams wandeln diese Drähte fast das gesamte Anregungslicht in Laserenergie um.

Die Drähte bildeten sich, als Jin und Kollegen dünne Schichten von Bleiazetat in eine Lösung von Methylammoniumhalogeniden in Isopropanol gaben. Nanodrähte und sogar Nanoröhren bilden sich unter diesen Bedingungen spontan. Neben der einfachen Herstellung und ihrer Effizienz haben die so gewonnenen Nanodrähte zwei weitere Vorteile, schreiben Jin und Kollegen – ihr Querschnitt ist rechteckig, sie sind deswegen leichter zu verarbeiten. Hinzu kommt, dass sich über die genaue Zusammensetzung des Materials die Farbe des Laserlichts von Infrarot bis Blau über das gesamte Spektrum einstellen lässt. Perowskit mit hohem Jod-Anteil strahlt im roten Teil des Spektrums, solcher mit viel Chlor am blauen Ende. Das Material ist außerdem recht stabil, es kann auch mal vier Monate an der Luft liegen oder mit Gold bedampft werden, ohne seine günstigen Eigenschaften zu verlieren.

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