Extreme UV-Strahlung aus Nanostrukturen

03.05.2013

Göttinger Physikern gelingt wichtiger Schritt in der Erforschung mikroskopischer UV-Lichtquellen

(pug) Physiker der Universitäten Göttingen und Leipzig haben neue Erkenntnisse zur Erzeugung extrem kurzwelliger UV-Strahlung an Nanostrukturen gewonnen und damit einen wichtigen Beitrag in der Erforschung mikroskopischer UV-Lichtquellen geleistet. Das Forscherteam um Prof. Dr. Claus Ropers vom Institut für Materialphysik der Universität Göttingen und Prof. Dr. Bernd Abel von der Fakultät für Chemie und Mineralogie der Universität Leipzig nutzte hierfür besondere Nanostrukturen, in denen Laserlicht in einem Punkt konzentriert wird und hierbei Edelgasatome ionisiert. Die Ergebnisse sind in der Mai-Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Nature Physics erschienen.

Entgegen früherer Theorien beobachteten die Wissenschaftler, dass die angeregten Ionen hierbei nicht im Takt schwingen und gerichtete Strahlung aussenden. Stattdessen ähnelt die Quelle vielmehr einer winzigen, hellen Leuchtstoffröhre. „Die Strukturen sind schlicht zu klein, als dass das Lichtfeld einen einheitlichen Rhythmus ausbilden könnte“, erläutert der Göttinger Doktorand Murat Sivis, Erstautor der Studie. Das von der laserbetriebenen Nano-Lichtquelle ausgesandte ultraviolette Licht bietet dabei unerwartete Einsichten: „Das Spektrum der Gasatome ist wie ein Fingerabdruck, der uns die Lichtintensität innerhalb der Nanostruktur verrät“, erklärt Prof. Ropers. Murat Sivis ergänzt: „Mit den Atomen als Nano-Lichtmesser können wir nun viel besser verstehen, was mikroskopisch genau passiert und warum bestimmte Strahlungsvorgänge in diesen Nanostrukturen stattfinden, andere aber wiederum nicht.“

Die Ergebnisse bieten neue Möglichkeiten bei der Nutzung nanoskaliger Lichtquellen für kürzeste Wellenlängen, zum Beispiel in der hochauflösenden Mikroskopie und Halbleiter-Lithographie. Unter anderem könnte die Verwendung kompakter UV-Lichtquellen zukünftig optische Untersuchungen ermöglichen, die bisher nur unter großem experimentellem Aufwand - häufig an Großforschungseinrichtungen - möglich sind.

Originalveröffentlichung: Murat Sivis et al. Extreme-ultraviolet light generation in plasmonic nanostructures. Nature Physics 9, 304-309 (2013). http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys2590.html. Doi:10.1038/nphys2590.

Kontaktadresse:
Prof. Dr. Claus Ropers
Georg-August-Universität Göttingen – Fakultät für Physik
Institut für Materialphysik & Courant Forschungszentrum Nanospektroskopie und Röntgenbildgebung
Friedrich-Hund-Platz 1, 37077 Göttingen, Telefon (0551) 39-4549
E-Mail: cropers@gwdg.de
Internet: www.uni-goettingen.de/de/91116.html