Biegsame Lichtleiter, die bis zu zehntausendmal dünner sind als ein menschliches Haar, könnten künftig in Computerchips Daten übertragen. Solche Nanofasern, die aus nur einem Kristall bestehen, haben Wissenschaftler der amerikanischen University of California in Berkeley nun erstmals auf ihre Fähigkeit getestet, Licht zu leiten. Das berichten die Forscher um Matt Law im Fachblatt Science.

Die Fasern aus einem Zinndioxid-Kristall haben einen rechteckigen Querschnitt. Sie sind zwischen 10 und 1 000 Nanometer dick (1 Nanometer entspricht 1 Millionstel Millimeter) und bis zu 1,5 Millimeter lang. Richteten die Wissenschaftler einen intensiven Laserstrahl auf das eine Ende einer Nanofaser, so trat am anderen Ende Licht mit hoher Intensität aus. Im Gegensatz zu Glasfasern, die Licht durch Spiegelung leiten, beruht die Lichtleitung in den Nanofasern auf dem Prinzip der Fluoreszenz; dabei regen Lichtteilchen Elektronen an, ihrerseits neue Lichtteilchen auszusenden.

Auch gebogene Nanofasern sind effiziente Lichtleiter: So veränderte sich die Intensität des austretenden Lichtes nur geringfügig, als das Team um Law die Kristallbänder unter dem Mikroskop zu Schleifen verknotete. Daran änderte sich auch nach mehreren Wiederholungen nichts. Indem man einzelne Stücke miteinander verbindet, lassen sich die Nanofasern verlängern. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass am wenigsten Licht verloren geht, wenn die Fasern nicht Ende an Ende liegen, sondern einander ein kurzes Stück überlappen. Dabei springen die Lichtwellen durch den Tunneleffekt - ein Phänomen der Quantenphysik - von der einen Faser auf die andere über.

Um die Fasern künftig in optischen Schaltkreisen einzusetzen, sei es nun nötig, Lichtquellen und Detektoren in Nanogröße zu entwickeln, schreiben die Forscher. (xst.)

Science, Bd. 305, S.1269