Wärme verhält sich normalerweise stur: Was gut absorbiert, strahlt auch gut ab. Diese Regel, das Kirchhoffsche Strahlungsgesetz von 1860, galt bisher als unumstößlich. Doch ein internationales Team der Osaka Metropolitan University hat nun einen Ausweg gefunden.
Die Forscher entwickelten einen speziellen Schichtstapel, der Wärmestrahlung gezielt in eine Richtung lenken kann - ähnlich wie eine Diode elektrischen Strom nur in eine Richtung durchlässt. Besonders praktisch: Das Bauteil speichert seinen Zustand auch ohne Strom.
Wie es auf Forschung und Wissen heißt, kombiniert der Aufbau einen magnetooptischen Halbleiter aus dotiertem Indiumarsenid mit einem Phasenwechselmaterial namens GST. Dieses Material kennt man bereits von wiederbeschreibbaren DVDs.
Das Besondere: Der Effekt funktioniert bereits bei nur drei Grad Einfallswinkel - also nahezu senkrecht. Bisherige Konzepte erreichten Nichtreziprozität erst bei 60 bis 70 Grad, wo sie praktisch nutzlos war. Der erreichte Absorptionskontrast liegt bei rund 0,90, was einem fast vollständigen Bruch der bisherigen Symmetrie entspricht.
Die Technologie könnte überall dort zum Einsatz kommen, wo Abwärme nicht nur abgeführt, sondern gezielt umverteilt werden soll. Denkbar sind dicht gepackte Elektronik, Systeme zur Strahlungskühlung oder neuartige Infrarotsensoren.
Allerdings: Die Arbeit beschreibt bisher nur einen theoretischen Entwurf, der numerisch berechnet wurde. Ob sich die Werte auch in einem echten Bauteil reproduzieren lassen, muss erst ein Experiment zeigen. Zudem wird für den Betrieb ein Magnetfeld benötigt, was kompakte Systeme erschwert.
