Der „Landau-Niveau-Laser“ ist ein spannendes Konzept für eine ungewöhnliche Strahlungsquelle. Er hat das Zeug, höchst effizient sogenannte Terahertz-Wellen zu erzeugen, die sich zum Durchleuchten von Materialen und für die künftige Datenübertragung nutzen ließen. Bislang jedoch scheiterten nahezu alle Versuche, einen solchen Laser in die Tat umzusetzen. Auf dem Weg dorthin ist einem internationalen Forscherteam nun ein wichtiger Schritt gelungen: Im Fachmagazin Nature Photonics (DOI: 10.1038/s41566-019-0496-1) stellen sie ein Material vor, das Terahertz-Wellen durch das simple Anlegen eines elektrischen Stroms erzeugt. Physiker des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) waren maßgeblich an den Arbeiten beteiligt.

Erfahren Sie mehr zu diesem Material und den Forschungen zu Terahertz-Wellen in den Mitteilung des HZDR.

Foto ©HZDR/Juniks: Ein internationales Forscherteam konnte zeigen, dass sich mit einer Verbindung aus Quecksilber, Cadmium und Tellur relativ einfach Terahertz-Wellen erzeugen lassen. Um das Verhalten der Elektronen in dem Material zu entschlüsseln, nutzten die Physiker den Freie-Elektronen-Laser FELBE am HZDR. Dabei regen zirkular polarisierte Terahertz-Pulse (orange Spirale) die Elektronen (rot) vom untersten auf das nächst höhere Energieniveau (parabolische Schale) an. Der Energieabstand dieser sogenannten Landau-Niveaus lässt sich mit Hilfe eines Magnetfelds gezielt einstellen.