Die Umwandlung von Licht in Strom ist ein technologisch zentraler Prozess, für Solarzellen ebenso wie für die Bildsensoren in unseren Kameras. Wie auch in anderen Bereichen, ist die Forschung hier mittlerweile zur Untersuchung von Nanostrukturen vorgedrungen. Damit können die zugrundeliegenden elementaren Vorgänge untersucht werden, was auch die Grundlagen für nächste Technologiegenerationen schafft.
Die Forschungsgruppe Nanooptik arbeitet unter anderem an halbleitenden Nanopartikeln, sogenannten Quantendots. In den letzten Jahren konnte sie dabei nicht nur offene Fragen zu lichtinduzierten Strömen in Quantendots klären. Mit der Rasterkraft-Mikroskopie hat sie auch eine hochauflösende Abbildungsmethode so adaptiert, dass eine leitfähige Tastspitze Strommessungen mit einer räumlichen Auflösung von einigen Nanometern liefert.
Bei Arbeiten an Monolagen von Bleisulfid-Quantendots (zur Verfügung gestellt vom Projektpartner an der ETH Zürich) zeigte sich, dass mit diesem experimentellen Zugang auch das Abbilden von Lichtfeldern möglich ist. Dabei spiegelt der Strom durch jeden einzelnen Quantendot die auf ihn wirkende Lichtintensität wider, durch die praktisch störungsfreie Monolage und die Auflösung des Rasterkraft-Mikroskops wird eine hochaufgelöste Abbildung möglich. Exemplarisch gezeigt wurde das anhand des Fokus eines Mikroskopobjektivs mit hoher numerischer Apertur und des Lichtfeldes zwischen gitterförmig angeordneten plasmonischen Nanopartikeln. In beiden Fällen bestätigen numerische Simulationen die experimentellen Daten.
F. Küstner, A. Hohenau, H. Ditlbacher, J. R. Krenn, Quantum-dot-mediated light field imaging by photocurrent scanning force microscopy, Nanophotonics 15, e70057 (2026)
https://doi.org/10.1002/nap2.70057