Der Spezialforschungsbereich “InfraRed Optical Nanostructures IR-ON“ wurde durch den Fonds für Wissenschaft und Forschung (FWF) für weitere drei Jahre verlängert. Die erfolgreiche Zusammenarbeit mehrerer Institute der Technischen Universität Wien, der Johannes Kepler Universität Linz, sowie der Universität Wien, der Technischen Universität München und der Friedrich Schiller Universität Jena kann unter der Führung von Univ. Prof. Dr. Karl Unterrainer (TU Wien) mit einer Finanzierung in der Höhe von 3,5 Millionen EUR fortgesetzt werden. Diese Verlängerung ermöglicht es 40 ForscherInnen intensiv an der Umsetzung des ehrgeizigen Zieles, der Entwicklung von Nanostrukturen für Lichtquellen und -detektor im infraroten Spektralbereich, zu arbeiten.

In der modernen Industriegesellschaft sind Themen wie Umweltverträglichkeit, Umweltverschmutzung, Auffinden von Gefahrengütern, Zuordnung von Altlasten, Emissionskontrolle und damit verbunden Spurenanalyse wichtiger denn je. Dazu gehört der Umgang mit Problemstoffen genauso wie das durch weltpolitische Veränderungen gestiegene Sicherheitsbedürfnis. Viele chemische Verbindungen, wie Sprengstoffe, Drogen oder andere Problemstoffe, lassen sich durch ihr Verhalten im infraroten Spektralbereich (2 - 20 µm) eindeutig und schnell zuordnen. In diesem Spektralbereich sind Sensorsysteme mangels geeigneter Lichtquellen und -detektoren jedoch kaum vorhanden.

Bereits in der ersten Phase des Spezialforschungsberichs konnten die ForscherInnen zeigen, dass sich Nanostrukturen aus halbleitenden Materialien, wie zum Beispiel durch selbstorganisiertes Wachstum hergestellte Quantenpunkte und Quantendrähte, für infrarote Bauelemente besonders eignen.

Quantenpunkte sind “künstliche Atome“, deren “Quantennatur“ ideal mit den klassischen Eigenschaften von Halbleitern, wie wir sie täglich in modernen Geräten verwenden, verbunden werden kann. Diese “Atome“ können mit Drähten verbunden und in elektronische Schaltungen integriert werden. Dies bietet ein faszinierendes Potential für die Grundlagenforschung, und für die Entwicklung neuer elektronischer und optoelektronischer Bauelemente.

Mit der Verkleinerung dieser Strukturen in den Nanometerbereich kommt es zur Quantisierung der Energieniveaus, deren Übergänge im infraroten Spektralbereich liegen. Die Wellenlänge kann dabei durch das quantenmechanische Design der Struktur gezielt auf eine Anwendung abgestimmt werden.

Es ist das Ziel dieses Sonderforschungsbereiches diese neuen optischen Eigenschaften von Nanostrukturen grundlegend zu erforschen, zu verstehen und gezielt einzusetzen.

Der Spezialforschungbereich IR-ON ist in fünf Themenfelder geliedert: 1) Herstellung von Nanostrukturen, 2) neue Analyseverfahren, insbesondere für einzelne Nanostrukturen, 3) optische Spektroskopie im Infrarot- und THz- Spektralbereich, 4) Entwicklung neuer theoretischen Modelle zur Beschreibung dieser Nanostrukturen, und 5) Entwicklung von Nano-Bauelementen für den Infrarot- und THz-Spektralbereich.

IR-ON zeigt wie die Quantentheorie in Nanostrukturen zu neuer Funktionalität führt. Damit fügt sich der SFB hervorragend in die neuen Forschungsschwerpunkte “Quantentechnlogie” und “Materials and Matter” der TU Wien ein. IR-ON ist unter anderem durch eine Kooperation mit dem NSF Science and Technology Center MIRTHE der Princeton University und durch ein Kooperartionsprogramm mit der European Synchrotron Radition Faciltiy, Grenoble, international vernetzt.