Quantenpunkte sind nur wenige Nanometer große Halbleiterkristalle und strahlen bei Anregung Licht im sichtbaren oder nahen Infrarotbereich des Spektrums aus. Die Lichtemission wird dabei allerdings regelmäßig für kurze Zeit unterbrochen. Amerikanische Wissenschaftler haben nun dieses Blinken mit bisher unerreichter Zeitauflösung untersucht. Ihre Ergebnisse unterstützen eine vor mehreren Jahren von dem Nobelpreisträger Rudolph Marcus aufgestellte Theorie.
Die von Matt Pelton geleitete Forschergruppe untersuchte das Blinken von Quantenpunkten mittels eines Mikroskops und einer schnellen Kamera. Auf diese Weise gelang es, die Dynamik des Vorgangs mit einer Zeitauflösung von weniger als einer Mikrosekunde zu untersuchen. Die Forscher glauben, erste experimentelle Ansatzpunkte für eine quantenmechanische Theorie des Blinkens aufgedeckt zu haben.
Dieser Theorie zufolge liegt die Ursache des Blinkens in Fluktuationen der Energiestufen der Elektronen im Quantenpunkt relativ zu ihrer Umgebung. Dadurch werden Absorptionen von Photonen anregender Lichtstrahlen und damit auch die darauffolgende Emission von Licht hin und wieder unterbrochen, kurz: der Quantenpunkt blinkt.
Da Quantenpunkte im Gegensatz zu fluoreszierenden Molekülen nicht über längere Zeiträume hinweg ausbleichen, könnten sie neben Anwendungen in der modernen Photonik auch zur Markierung von Biomolekülen in der Biomedizin eingesetzt werden. Daher versuchen Forscher schon seit vielen Jahren, den Ursachen des störenden Blinkens auf die Spur zu kommen. Noch ist allerdings nicht klar, wie sich dies vermeiden lässt.
Mitteilung des Argonne National Laboratory Stefan Maier
