Vollst?ndige Lichtabsorption an ultradunnen, rauen Schichten Mit Hilfe licht absorbierender Schichten wird Licht in elektrischen Strom oder Warme umgewandelt. An rauen, ultradünnen Schichten konnte eine sehr effiziente Lichtstreuung nachgewiesen werden, die zur fast volltstandigen Absorption des Lichts führt.

摘要

Wenn ultrakurze Lichtimpulse glatte, ult-radiinne Schichten durchdringen, treten sie auf der anderen Seite fast unver?ndert und kaum abgeschwacht wieder aus. In rauen Schichten hingegen verhindern Un-regelmafiigkeiten, dass der Lichtimpuls sich ungehindert im Material ausbreitet. Bei vielen Unregelmafiigkeiten bewegt sich der Lichtimpuls auf einem geschlos-senen Pfad und bleibt so lange gefangen, bis das Licht absorbiert ist. Dieser Mecha-nismus des Lichteinfangs konnte nun an-hand zweier Effekte nachgewiesen werden. Zum einem wird vom eingefangenen Licht nur ein geringer Anteil freigelassen. Die zeitliche Entwicklung dieses Lichts zeigt direkt, wie lange es in der Schicht eingefangen war. Ein zweiter Effekt liefert Informationen über die r?umliche Lokali-sierung des Lichteinfangs und die lokale Energieabsorption. Die Absorption eines ultrakurzen Lichtimpulses regt Elektro-nen im Absorbermaterial an und heizt diese kurzfristig auf Temperaturen von mehreren 1000 Grad Celsius auf. Bei die-sen Temperaturen treten Elektronen aus dem Material aus, die mittels Elektronen-mikroskopie mit hoher r?umlicher Aufl?-sung nachgewiesen wurden. Die Messun-gen zeigen, dass das Licht in kleine Berei-che von etwa einem Mikrometer Durch-messer eingefangen und dort auch absorbiert wird. Neu ist, dass die so genannte Anderson-Lokalisierung auch für dünne Absorberschichten funktioniert. Dies er-offne neue Wege für die Entwicklung hocheffizienter Absorber und k?nne so beispielsweise dazu beitragen, Dünn-schicht-Solarzellen oder Sensoren zu ver-bessern, sagt Prof. Dr. Walter Pfeiffer von der Universit?t Bielefeld. Ziel sei es, Dünnschichtabsorber effizienter zu ma-chen, so dass sie im Alltag angewendet werden k?nnen. Künftig wollen die For-schenden untersuchen, welche Struktur die Schicht aufweisen muss, um Licht per-fekt einzufangen. Daraus soil ein univer-selles Konzept für die effiziente Lichtabsorption durch Anderson-Lokalisierung entwickelt werden.