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Stuttgarter unikurier Nr. 92 Dezember 2003
Erfolg im Eliteförderprogramm für Postdocs:
Flachbildschirme mit organischen Halbleitern und
ein Photonenzähler
Bei den Entscheidungen zum Eliteförderprogramm für Postdoktoranden der Landesstiftung Baden-Württemberg waren zwei Forschungsprojekte junger Wissenschaftler der Universität Stuttgart erfolgreich. Dr.-Ing. Jochen Brill betreibt am Lehrstuhl für Bildschirmtechnik die Entwicklung einer Aktivmatrix mit organischen Dünnschichttransistoren für Flüssigkristallanzeigen und Dr. Jürgen Stuhler entwickelt und baut am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart einen Photonenzähler bisher unerreichter Präzision. Vorrangiges Ziel des Programms der Landesstiftung ist es, herausragend qualifizierte und promovierte Wissenschaftler, die eine Hochschullehrerlaufbahn anstreben, in ihrer Weiterqualifizierungsphase zu fördern. Dies geschieht durch die Bereitstellung der Infrastruktur für neue Forschungsvorhaben und ist auf zwei Jahre beschränkt.
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Um eine möglichst hohe Ladungsträger-beweglichkeit zu erreichen, ist eine Optimierung der Schichtabscheidung des organischen Halbleiters erforderlich. Im linken Bild erfolgte die Abscheidung auf eine anorganische Schicht aus Siliziumnitrid, es bildet sich eine feinkörnige Struktur aus. Im rechten Bild wurde der Halbleiter auf eine organische Schicht, einen Polyimid, aufgebracht, es bilden sich deutlich größere, kristallinere Strukturen aus, die eine größere Ladungsträgerbeweglichkeit erwarten lassen. Die Messung erfolgte mit einem Rasterkraftmikroskop. (Foto: Institut)
Die Forschungen von Dr.-Ing. Jochen Brill zur Entwicklung einer Aktivmatrix mit organischen Dünnschichttransistoren für Flüssigkristallanzeigen haben durch die Förderung einen weiteren Schub erhalten. Heutige Flüssigkristallanzeigen verwenden zumeist Glas als Substratschichten, zwischen denen die Bildpunkte über Dünnschichttransistoren angesteuert werden. Als Halbleiter kommen amorphes oder polykristallines Silizium zum Einsatz. Diese Technologie ist bewährt, aber die Herstellung ist aufwendig und die Bildschirme sind weitgehend starr und zumeist noch sehr schwer.

Die Entdeckung leitfähiger organischer Materialien wurde erst im Jahr 2000 mit dem Nobelpreis für Chemie gewürdigt. Sie könnten in der Zukunft die Möglichkeiten der anorganischen Halbleiter wesentlich erweitern. Schon heute wird weltweit an neuen leichteren, robusteren und flexibleren Bildschirmtechniken geforscht, die auch bei Sensoren, bei Mobiltelefonen oder als intelligente Preisschilder eingesetzt werden können. Auch bei dem in Stuttgart geförderten Modell sollen organische Halbleiter zwischen Kunststoffsubstraten, also Folien, verwendet werden. Hierbei sind allerdings noch einige Probleme zu überwinden: Die Verwendung von Folien erlaubt nur vergleichsweise geringe Verarbeitungstemperaturen und das Eindringen von Wasserdampf und Sauerstoff in die Flüssigkristallanzeige muss durch entsprechende Sperrschichten verhindert werden, zudem ist die Herstellung geeigneter organischer Transistoren erst als einzelnes Bauelement, zudem häufig noch auf Glassubstraten, und noch nicht in Form einer Matrix, wie in einem Flachbildschirm erforderlich, möglich.

Photonenzähler
Ebenfalls wissenschaftliches Neuland betritt Dr. Jürgen Stuhler am 5. Physikalischen Institut. Er will einen Detektor entwickeln und bauen, der Photonen mit über 99 Prozent Effizienz registrieren und zählen kann. Dies liegt weit über allen bisher erzielten Werten und wird möglich durch eine spezielle Wechselwirkung von Licht mit ultrakalten Gasen von Atomen mit interner Mehr-Niveau-Struktur. Bislang wurde die Wechselwirkung solcher ultrakalter Gase mit mehreren Laserstrahlen unterschiedlicher Frequenz unter anderem ausgenutzt, um Licht von 300000 km/s auf wenige m/s abzubremsen oder um optisch dichte Medien wieder transparent werden zu lassen.

Solche hocheffizienten Photonenzähler erlauben die Verbesserung bisheriger Tests der Quantentheorie und sind für die Quantenteleportation und die Quantenkryptografie wichtig. Als Fernziel dieses Forschungsszenarios steht hier die Realisierung einfacher und robuster, rein optischer Quantencomputer.

Das Prinzip eines Photonenzählers durch das Zusammenspiel kalter atomarer Gase und Laserstrahlen basiert auf einem Vorschlag des Wolfgang Paul-Preisträgers Professor Atac Imamoglu, der längere Zeit am Physikalischen Institut der Universität Stuttgart gearbeitet hat. eng

KONTAKT
Dr.-Ing. Jochen Brill,
Tel. 0711/685-6903,
e-mail: jochen.brill@lfb.uni-stuttgart.de

Dr. Jürgen Stuhler,
Tel. 0711/685-4954,
e-mail: js@pi5.physik.uni-stuttgart.de

 


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Pressestelle der Universität Stuttgart

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