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Forschungsverbund Berlin stellt in Berlin-Adlershof Spitzentechnologien aus der Laserforschung, Kristallzüchtung und Bauelementeentwicklung vor
Im Femtosekunden-Applikationslabor des Max-Born-Instituts (MBI) ist mit einem Laser der weltweit kürzeste blaue Lichtimpuls (Wellenlänge 400 Nanometer, 1 nm = 10-9 m) von nur 8 Femtosekunden (fs) Dauer erzeugt worden (1 fs = 10-15 sec). Das teilte Institutsdirektor Prof. Thomas Elsässer heute vor der Presse in Berlin-Adlershof mit, wo sich unter dem Leitgedanken "Vom Labor in die Praxis -Spitzentechnologien des 21. Jahrhunderts" die auf dem Campus ansässigen Institute des Forschungsverbundes Berlin vorstellten.
Femtosekunden sind so kurz, daß Licht, welches in einer Sekunde etwa die Strecke Erde-Mond zurücklegt, in "Femtozeit" nicht einmal eine Haaresbreite durchqueren könnte. Das Femtosekunden-Applikationslabor ist mit modernsten Laserapparaturen für unterschiedliche Wellenlängenbereiche und Impulsdauern ausgestattet, die auch externen Nutzern aus Forschung und Industrie sowie ausländischen Gastwissenschaftlern für Experimente und gemeinsamer Projekte zur Verfügung stehen.
Im internationalen Spitzenfeld der Laserforschung konnte sich auch der Höchstfeldlaser des MBI plazieren. Er erreicht Energie-Intensitäten von 1019 W/cm2 (das entspricht dem Dreifachen der Weltenergieleistung für ein extrem kurzes Zeitintervall).
Extrem kurze und intensive Laserimpulse sind die Voraussetzung, um tief in die atomaren Baupläne von Molekülen, Clustern, Flüssigkeiten und Festkörpern einschließlich Nanostrukturen hineinzuleuchten und die dort ablaufenden Reaktionen in Echtzeit zu verfolgen, um ultraschnelle Prozesse, z.B. chemischer Reaktionen, eines Tages durch Lichtimpulse zu steuern.
Optisches Nahfeldmikroskop
Prof. Elsässer stellte ein am Max-Born-Institut entwickeltes und patentiertes Optisches Nahfeldmikroskop vor, mit dem die Forscher Ladungstransportprozesse in einzelnen Halbleiternanostrukturen studieren können. Erreicht wird eine räumliche Auflösung von 100 Nanometern (nm) und eine Zeitauflösung von 100 Femtosekunden (fs). Die Experimente können in einem breiten Temperaturbereich von ca. 10 K bis Raumtemperatur ausgeführt werden. Die gegenwärtig studierten quasi-eindimensionalen Quantendrähte wurden am Paul-Drude-Institut (PDI) entwickelt und hergestellt. Das Gerät wird derzeit in Zusammenarbeit mit der am Standort Adlershof angesiedelten Fa. BESTEC zu einem kommerziellen Gerät weiterentwickelt. Ergänzt durch einen Femtosekundenlaser und optische Aufbauten zur Untersuchung der ultraschnellen Ladungsträgerdynamik in Nanostrukturen, ist es für die Entwicklung und Analyse zukünftiger optoelektronischer Bauelemente relevant.
(Ansprechpartner: Prof. Dr. Thomas Elsässer, Tel. 030/6392 -1401; Fax -1409. http://www.mbi-berlin.de)
Zylinderdrucksensor - auch für das Dreiliterauto
Über neuartige piezoelektrische Einkristalle aus dem Berliner Institut für Kristallzüchtung (IKZ), die als Sensoren zur Überwachung von Jet-Triebwerken und Gasturbinen eingesetzt werden, informierte während der Technologiepräsentation IKZ-Institutsdirektor Prof. Winfried Schröder. Der Sensor mißt in Verbrennungsmotoren den Zylinderdruck bis zum Temperaturbereich von 600 Grad absolut stabil und steht damit für eine neue Generation von Hochtemperatur - Drucksensoren. Das Kristallmaterial (KI 85) ist darüber hinaus für Mehrventilmotoren mit kleinem Hubvolumen und mithin für die Entwicklung eines "Dreiliter-Autos" sowie für moderne Motorrad- und Außenbordmotoren von Interesse.
Die Entwicklung erfolgte als Auftragsforschung der Kistler Instrumente AG Winterthur (KIWAG), die den neuen Zylinderdrucksensor 6052A erfolgreich am Markt eingeführt hat. Gegenwärtig wird gemeinsam an der Erforschung neuer, noch effektiverer Kristalle gearbeitet.
Silicium-Germanium-Mischkristalle für neue Optiken
Wie Prof. Schröder ferner mitteilte, ist es im Institut für Kristallzüchtung erstmals gelungen, Mischkristalle aus Silicium-Germanium (Si-Ge) mit hohem Legierungsverhältnis zu züchten. Aus den beiden klassischen Elementhalbleitern Silicium und Germanium wurden relativ große Kristalle von 15 bis 40 mm Durchmesser mit hoher Strukturperfektion erschmolzen, die Weltneuheiten darstellen.
Erprobte Anwendungen: Monochromatorenkristalle für Neutronenstrahlen: Damit kann die Kapazität von Forschungsreaktoren für Materialstrukturuntersuchungen bis zu einem Faktor 6 gesteigert werden (womit der Bau neuer Reaktoren überflüssig wäre).
Röntgen-Beugungsoptik: Durch eine Steuerung der Gitterkonstante von Si- Ge-Kristallen können fokussierende (bündelnde) Röntgenoptiken für hochenergetische Röntgenquellen wie BESSY (Berlin) oder HASYLAB (Hamburg) realisiert und die Kapazität dieser Einrichtungen vervielfacht werden.
Prognostizierte Anwendung: Terahertz-Lasermaterial: Preiswerte, nur wenige Millimeter große Laser auf Basis von Si-Ge könnten für den ultrahohen Frequenzbereich von 1 - 10 THz (bis 0,03 mm Wellenlänge) genutzt werden, um extrem hohe Datenübertragungsraten im Bereich von Terabit (1000 Gigabit) pro Sekunde zu erschließen.
(Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. habil. Winfried Schröder, Tel. 030/6392 -3000; Fax -3003 . http://www.mbi-berlin.de)
Bauelemente für die neue Handygeneration
Bauelemente und Schaltungen auf der Basis von Galliumarsenid, die zum Forschungsschwerpunkt das Ferdinand-Braun-Instituts gehören, bezeichnete FBH-Direktor Dr. Günther Tränkle als innovativen Schlüssel für eine Reihe von Hhigh-Tech-Feldern, darunter Kommunikationstechnologie, Messtechnik, Lasertechnologie und Medizintechnik.
So werden Heterobipolartransistoren (HBT's) als effiziente Leistungsbauelemente mit geringen Betriebsspannungen für die nächste Handy-Generation favorisiert. Sie erreichen bei linearer Verstärkung höhere Ausgangsleistungen als die bisher in Mikrowellenschaltkreisen (MMICs) verwendeten Transistoren. Dr. Tränkle teilte mit, daß die am Ferdinand-Braun-Institut entwickelten HBT-Bauelemente Weltbestwerte in Ausgangsleistung, Effizienz und Lebensdauer aufweisen.
Hochleistungs-Laserdioden
Mit den am FBH entwickelten neuen Hochleistungs-Laserdioden (Wellenlängen zwischen 715 und 735 Nanometer, nm) konnte die bisherige Lücke zwischen rotem Spektralbereich und nahem infraroten Spektralbereich geschlossen werden. Benötigt werden sie in der Medizin, z.B. der Augenheilkunde oder photodynamischen Krebstherapie, der Sensorik und der Spektroskopie. Breitstreifen-Laserdioden der Wellenlänge 735 nm weisen mit maximalen Lichtleistungen über 5 W und Konversionswirkungsgraden (elektrische Leistung in Lichtleistung) von über 50 % Weltspitzenwerte auf. Bei Dauerstrich-Lichtleistungen von 500 mW wurden Laserdioden über 2000 Stunden erfolgreich getestet. Daraus lassen sich Lebensdauern von über 10.000 Stunden abschätzen. Laserdioden mit einer Wellenlänge von 715 nm erreichen Spitzenleistungen von 2,5 W.
(Ansprechpartner: Dr. Günther Tränkle, Tel. 030/6392-2601; Fax -2602 http://www.fbh-berlin.de)
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Elektrotechnik, Energie, Informationstechnik, Maschinenbau, Mathematik, Physik / Astronomie, Werkstoffwissenschaften
überregional
Forschungsergebnisse
Deutsch
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