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Tarnung aufgeflogen! Neuartiges Mikroskop macht unsichtbares Bornitrid sichtbar

Quelle: Fritz-Haber-Institut 3 min Lesedauer

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Am Fritz-Haber-Institut (FHI) hat man eine neue Methode entwickelt, mit der Schichten aus Bornitrid abgebildet werden können, die nur ein Atom dick sind ...

Was man hier sieht, war bis vor Kurzem unsichtbar! Es handelt sich um die Kristalle von sogenanntem weißen Graphit (hexagonales Bornitrid), einem 2D-Material, das für die optoelektronik der Zukunft wichtig werden kann. Lesen Sie, wie man es enttarnt hat ...(Bild: FHI)
Was man hier sieht, war bis vor Kurzem unsichtbar! Es handelt sich um die Kristalle von sogenanntem weißen Graphit (hexagonales Bornitrid), einem 2D-Material, das für die optoelektronik der Zukunft wichtig werden kann. Lesen Sie, wie man es enttarnt hat ...
(Bild: FHI)

Hexagonales Bornitrid (h-BN), auch weißes Graphen genannt, ist ein Material, das mit optischen Mikroskopen normalerweise quasi nicht gesehen werden kann, weil es keine optischen Resonanzen aufweist, wie Forscher vom FHI erklären. Nun nutzte das Team aber die nichtlineare Mikroskopie mit Infrarotlicht, um dem h-BN die Tarnkappe herunterzureißen und es sichtbar zu machen. Sogar seine Kristallorientierung konnte daraufhin betrachtet werden. Diese Entdeckung kann sich etwa positiv auf die, wie es heißt, aktuell florierende Entwicklung neuer optoelektronischer Bauelemente aus gestapelten, sogenannten 2D-Materialien auswirken. Es handelt sich generell um kristalline Substanzen, die nur eine Atomlage dick sind und deshalb ungewöhnlich Eigenschaften haben, heißt es dazu. Und diese Art des Bornitrids gehört zu den vielversprechendsten Vertretern für Entwicklungserfolge in diesem Bereich. Bekannt sind 2D-Materialien zwar schon seit über 100 Jahren, doch erst mit dem Graphen auf Kohlenstoffbasis konnte 2004 erstmals ein solches im Labor hergestellt werden. Seitdem kamen immer neue Arten dazu.

Näheres zum hexagonalen Bornitrid

Bornitrid (BN) ist also ein 2D-Schichtmaterial, das aus den Elementen Bor (B) und Stickstoff (N) besteht. Es kann in verschiedenen Formen vorkommen – eben auch als h-BN. Ähnlich wie Graphen hat h-BN eine sechseckige (eben hexagonale) Gitterstruktur und seine 2D-Schichten werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt – beispielsweise in der Quantenoptik oder der Infrarot-Nanophotonik. Es kann auch einfach als Substrat oder Verkapselungsmaterial dienen, führen die Forscher weiter aus. Dafür ist aber eine genaue Charakterisierung der h-BN-Schichten wichtig. Außer eine ausgeprägte Resonanz im mittleren Infrarotbereich zeigt es sich als Einzelschicht leider über den gesamten nahen Infrarot- und sichtbaren Spektralbereich als vollkommen transparent. Es bleibt also unsichtbar, was die Entwicklung bisher ausgebremst hat, weil man nichts untersuchen konnte. Doch ein am FHI neu entwickeltes Mikroskop bringt quasi neues Licht ins Dunkel.

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