Die Laser-Zukunft des Siliziums
Einen wesentlichen Schritt zur Verwirklichung von Halbleiter-Lasern beschreibt jetzt eine Gruppe von italienischen Wissenschaftlern der Universita degli Studi di Trento in Italien.
Halbleiter-Laser sind das fehlende Verbindungsglied, um elektronische mit lichtgestützten Informationstechnologien zu kombinieren.
Da Silizium Licht nicht sehr effizient emittiert, verwendet man bei Festkörper-Lasern verschiedene, nicht kompatible Halbleiter wie Galliumarsenid.
Lichtemission optimiert
Seit Anfang der 90er Jahre weiß man von einer Verbesserung der Lichtemission bei Silizium, wenn aus dem Material kleinste Stücke mit nur wenigen Nanometer Durchmesser geformt werden, da in dieser Größenordnung quantenmechanische Effekte wirken.
Die effiziente Erzeugung kurzwelligen Laserlichts führt zu einer Vielzahl interessanter Anwendungen. Sie reichen von der optischen Datenspeicherung, der Drucktechnik, Farbdisplaytechnologie und Medizin bis hin zur Analytik und Sensorik.
Die italienischen Wissenschaftler nutzten die Vorteile der so genannten "quantum size effects", um dem Metall Laser-ähnliche Emissionen zu entlocken.
Quantum size effects"Wichtiger Meilenstein"
Diese Forschungsarbeit ist ein "wichtiger Meilenstein in unseren Bemühungen, Optoelektronik auf Silizium-Basis zu entwickeln", meint der britische Forscher Leigh Canham ["Gaining light from silicon", Nature 408, 411 - 412] von der Defence Research Agency [DERA] in Malvern.
Nanopartikel durch Teilchenbeschuss
Die italienischen Wissenschaftler stellten Nanopartikel aus reinem Silizium her, indem sie Siliziumdioxid mit energiereichen Ionen beschossen. Die Bestrahlung mit ultraviolettem Laserlicht ließ die Partikel rot glühen.
Ein zweiter Laserstrahl mit der gleichen Wellenlänge wie das emittierte Licht gewann beim Durchtritt durch die Probe an Helligkeit. Das zeigt, dass der für Laser charakteristische Prozess der angeregten Emission stattfand.
Obwohl die Intensität nicht an richtige Laserleistungen heranreicht, zeigt sich dennoch, dass das Prinzip funktionieren könnte.
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