Im Blickpunkt

Licht als unerschöpfliche Quelle der Inspiration

Schon seit sieben Jahren arbeitet das Team des ZIK ultra optics in Jena an neuen Entwicklungen in der Optik und Photonik. Jetzt haben die Wissenschaftler eine neue Forschungsrunde eingeläutet.

Bis 2016 wird ultraoptics weiter gefördert. Für die nächsten vier Jahre haben sich die Thüringer einiges vorgenommen. Das wird auch im ersten Statusseminar der zweiten Förderrunde des ZIK deutlich. Die Forschung der Physiker wird künftig für zahlreiche Anwendungen benötigt. So besteht in der Kommunikation ein großer Bedarf an neuen optischen Technologien.

Datentransfer via Photolithographie

Das Volumen des Datenverkehrs veroppelt sich alle zwei Jahre. 2012 werden weltweit 500 Exabyte Daten transportiert, das sind 10 hoch 18 Byte. Um dieses riesige Volumen zu bewältigen, kann unter anderem die Photolithographie eingesetzt werden. Dieses Reproduktionsverfahren aus der Drucktechnik entwickeln die Jenaer weiter. Es ermöglicht die Strukturierung von Oberflächen. Mit Hilfe von Helium-Ionen-Mikroskopen geht das sogar nanometergenau. Bei diesem bildgebenden Verfahren werden die Objekte mit einem Helium-Ionen-Strahl abgetastet.

Vermessung der Galaxie

Nanostrukturierungen können auch für optische Messungen eingesetzt werden. Ultraoptics-Wissenschaftler vom Institut für Angewandte Physik der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben für einen Satelliten nanostrukturierte Gitter hergestellt. Mit diesem Satelliten sollen im Rahmen einer Mission der Europäischen Weltraumbehörde ESA Entfernungen zwischen den Sternen gemessen und ein dreidimensionales Bild der Galaxie erstellt werden.

Sonne plus Nano-optik: Energie erzeugen und sparen

Das Verfahren wird außerdem zur Herstellung von Solarzellen verwendet. Um hoch effiziente Wafer zu produzieren, haben Physiker von ultra optics die sogenannte Beugungslithographie entwickelt. Damit können sie Strukturen auf Solarzellen aufbringen, die 10 Mal kleiner sind als mit konventionellen Methoden. Auf diese Weise kann noch mehr Sonnenlicht aufgenommen und in elektrische Energie umgewandelt werden. Auch Licht emittierende Dioden, also LED’s, können auf diese Weise effizienter werden. Schon jetzt ist ihre Effizienz 10 Mal so hoch wie die von Glühlampen. Künftig könnten LED’s eine gute Alternative zu Energiesparlampen sein, deren Entsorgung und Recycling wegen des Quecksilbergehaltes problematisch ist.

Dieser Wafer wurde mit dem bei ultraoptics entwickelten Verfahren der Beugungslithographie bearbeitet. Die kleinsten Strukturen haben Abmessungen von gerade mal 400 Nanometern.


Mit neuen Materialien und Nachwuchsförderung in die Zukunft des Lichts

In den nächsten Jahren wollen die Jenaer verstärkt mit Halbleiter- und Kohlenstoff-basierten Materialien arbeiten, um neue optische Anwendungen zu erforschen. Für die Umsetzung dieser Ziele ist auch der Nachwuchs wichtig. Ultraoptics ist eng in das neue „Abbe Center of Photonics“ der Universität eingebunden. Dazu gehört auch die „Abbe School of Photonics“ mit einem internationalen Masterstudiengang und einer Doktorandenausbildung in Photonik. Außerdem sind bei ultraoptics zwei neue Nachwuchsgruppen etabliert worden, die von Dr. Uwe Zeitner und Professor Alexander Szameit geleitet werden. Gemeinsam arbeitet das ultraoptics-Team nun weiter an seiner gemeinsamen Mission: „Die Zukunft des Lichts liegt noch vor uns...“

 

Informationen über das Zentrum für Innovationskompetenz ultra otpics in Jena erhalten Sie hier.


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