Forschung: Halbleiter per Laserlicht kühlen

Wissenschaftler in Dänemark haben eine neue Methode gefunden, um Halbleiter zu kühlen: Sie bestrahlen eine Nano-Folie mit Laserlicht. Dieses Prinzip der Laserkühlung könnte unter anderem zu schnelleren Quantencomputern führen.

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Professor Koji Usami mit dem Träger der Nanofolie
Professor Koji Usami mit dem Träger der Nanofolie (Bild: Ola J. Joensen/Universität Kopenhagen)

Noch ist es zu früh, mit seinem Laserpointer auf den PC-Prozessor zu zielen - aber ganz ähnlich funktioniert das Experiment, das Wissenschaftler am Niels-Bohr-Institut der Universität von Kopenhagen durchgeführt haben. Per Laser wurde dabei aber nicht eine CPU, sondern eine Nanofolie mit Halbleitereigenschaften gekühlt.

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Dieses Prinzip der Laserkühlung ist bereits länger bekannt. Im Jahr 1997 erhielten seine Entdecker dafür den Physiknobelpreis. Über einen quantenmechanischen Effekt kann dabei eine Kühlung erreicht werden, was bisher aber vor allem bei Gasen und Strahlen zum Einsatz kam. Die Kopenhagener Forscher haben nun aber nachgewiesen, dass das auch mit vergleichsweise großen festen Stoffen klappt.

  • Professor Koji Usami mit dem Träger, in der Mitte die Nanofolie (Bild: Ola J. Joensen, Universität Kopenhagen)
  • Der Versuchsaufbau (Bild: Ola J. Joensen, Universität Kopenhagen)
Der Versuchsaufbau (Bild: Ola J. Joensen, Universität Kopenhagen)

Nach den Angaben der Wissenschaftler ist das Stück Nanofolie aus Galliumarsenid, das per Laser gekühlt wurde, rund einen Quadratmillimeter groß und damit das größte bisher so behandelte Material mit einer festen Zusammensetzung. Die Temperaturen konnten dabei auf minus 269 Grad Celsius gesenkt werden, was aber nur in einem Vakuum klappt. Durch eine Bewegung der Membran, die sich durch den Laserbeschuss ergibt, kann dabei bei bestimmten Resonanzfrequenzen die Temperatur auch geregelt werden.

Die Forscher um Professor Koji Usami haben ihre Ergebnisse bei Nature Physics veröffentlicht.

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