Forscher haben herausgefunden, dass durch die Einwirkung von Femtosekundenlaserlicht auf Tellurglas Halbleiter-Nanokristalle entstehen, was die Möglichkeit eröffnet, Glas ausschließlich mit Licht in eine stromerzeugende Oberfläche umzuwandeln. Was passiert, wenn Tellurglas einem Femtosekundenlaser ausgesetzt wird? Gözden Torun aus Galateas Labor versuchte in ihrer Abschlussarbeit, diese Frage in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern des Tokyo Institute of Technology zu beantworten, und ihre Entdeckung könnte eines Tages Fenster in Lichtsammel- und Sensorgeräte aus einem einzigen Material verwandeln. Ihre Forschungsergebnisse wurden in PRApplied veröffentlicht.
Wissenschaftler, die daran interessiert waren, wie sich Atome in Tellurglas neu organisieren, wenn sie mit schnellen Impulsen hochenergetischer Femtosekundenlaser beleuchtet werden, stießen auf die Bildung nanoskaliger Kristalle aus Tellur und Telluroxid, zwei Halbleitermaterialien, die in das Glas geätzt wurden, wo das Glas beleuchtet wurde. Damals entdeckten Wissenschaftler einen wundersamen Moment: Es ist möglich, dass Halbleitermaterialien Strom erzeugen, wenn sie Sonnenlicht ausgesetzt werden.
„Tellur ist ein Halbleiter, und auf der Grundlage dieser Entdeckung fragten wir uns, ob es möglich wäre, dauerhafte Muster auf die Oberfläche von Tellurglas zu schreiben, die bei Beleuchtung mit Licht zuverlässig einen elektrischen Strom induzieren könnten, und die Antwort war ja“, erklärt Yves Bellouard, der das Galatea-Labor der EPFL leitet. „Eine interessante Wendung dieser Technologie besteht darin, dass für den Prozess keine zusätzlichen Materialien erforderlich sind. Zur Herstellung aktiver fotoleitender Materialien werden lediglich Tellurglas und ein Femtosekundenlaser benötigt.“
Das EPFL-Team verwendete Tellurglas, das von Kollegen am Tokyo Institute of Technology hergestellt wurde, modifizierte das Glas mithilfe ihres Fachwissens in der Femtosekundenlasertechnologie und analysierte die Auswirkungen des Lasers. Nachdem Torun ein einfaches Linienmuster auf der Oberfläche eines Tellurglases mit einem Durchmesser von 1 Zentimeter beleuchtet hatte, stellte es fest, dass es einen elektrischen Strom erzeugen konnte, wenn es ultraviolettem und sichtbarem Licht ausgesetzt wurde, und dass dieser Strom monatelang anhalten konnte.
„Es ist erstaunlich, wir nutzen Licht, um Glas in einen Halbleiter zu verwandeln“, sagte Yves-Bérouard. „Wir verwandeln das Material im Wesentlichen in etwas anderes, vielleicht in der Nähe des Traums eines Alchemisten!“ sagte Yves-Bérouard. "