Von besonderer Bedeutung ist die Entwicklung von kompakten Labor-Lichtquellen, weil sie Experimente im Labor ermöglichen, die in der Vergangenheit sonst nur in Großforschungsanlagen durchführbar und dadurch sehr aufwendig waren. Nanostrukturen verstärken wie kleine "Blitzableiter" elektrische Felder an ihren Spitzen. "Sie stehen sich wie zwei Nadeln gegenüber. Da ist ein extrem starkes Feld auf winzigem Raum", erklärt der Experte. Dank der neuen Erkenntnisse des Forscherteams um Prof. Abel und Prof. Ropers können die Mechanismen der Erzeugung extrem kurzwelliger Strahlung an Nanostrukturen, die bisher kaum bekannt waren und falsch interpretiert wurden, nun verstanden werden.
"Die 'Hohen Harmonischen' sind schwer zu erzeugen, da nur ein sehr kleiner Teil der UV-Strahlung in extrem kurzwellige umgewandelt wird", berichtet Abel. "Es war wirklich nötig, dass über dieses Gebiet nun ein Grundlagen-Artikel existiert, der die bisher unverstandenen Mechanismen beleuchtet und quantitativ erklärt", erklärte er weiter. Die Effekte seien bisher sehr kontrovers in der Literatur und in der Fachwelt diskutiert worden.
Darüber hinaus konnten die Autoren zeigen, dass man Edelgasatome und Ionen als Sonden für die extrem hohen elektromagnetischen Felder verwenden und für ein Ausmessen von Licht-Materie-Wechselwirkung einsetzen kann. Die jüngsten Forschungsergebnisse können in der Grundlagenforschung Durchbrüche ermöglichen. Auch bei der Optimierung von Photovoltaik-Modulen, der Erzeugung immer kleinerer Strukturen auf Computerchips und in der Röntgenmikroskopie können sie Anwendung finden.
Fachveröffentlichung:
Extreme-ultraviolet light generation in plasmonic nanostructures, in Nature Physics
doi: 10.1038/nphys2590