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Wirtschaftsraum OÖ

JKU-ForscherInnen ging Licht auf: Weltweit erster Silizium-Quantenpunktlaser gebaut

Von nachrichten.at   22. Februar 2016 13:03 Uhr

Die Revolution der Computerchips
Auf Silizium gewachsener Germanium-Quantenpunkt mit lokal gestörtem Kristallgitter. Im Hintergrund ein schematisches Bild eines Mikro-Scheibenlasers mit Germanium-Quantenpunkten (rot) als Verstärkermaterial

LINZ. Künftig werden die Signale auf Computerchips zunehmend mit Licht übertragen werden. Das Problem: Computerchips basieren auf lichtempfindlichen Silizium. JKU-WissenschaftlerInnen präsentierten nun eine vielversprechende Lösung.

Künftig werden die Signale auf Computerchips zunehmend mit Lichtgeschwindigkeit übertragen werden. Die Entwickler solcher Computerchips stehen jedoch vor einem Problem: Silizium ist lichtempfindlichen. Wissenschaftler der Johannes Kepler Universität Liz präsentierten nun eine vielversprechende Lösung: Den weltweit ersten "Silizium-Germanium-Quantenpunktlaser".

 

„Silizium ist leider ein indirekter Halbleiter, das heißt, es ist für effiziente Lichtquellen nicht geeignet“, so Dr. Moritz Brehm vom Institut für Halbleiter- und Festkörperphysik der Johannes Kepler Universität Linz. Weltweit wird daher intensiv nach Konzepten und Materialien für die sogenannte „monolithische Integration“ von Lichtquellen auf Silizium-Chips gesucht. Darunter versteht man die parallele Fertigung von Bauelementen auf ein und demselben Material, hier also einer kristallinen Silizium-Scheibe.

Genau das ist einem Team um Dr.in Martyna Grydlik und Dr. Moritz Brehm nun gelungen.So werden sogenannte Quantenpunkte mit dem Element Germanium beschossen. Dadurch erzeugen die modifizierten Quantenpunkte auch noch bei Raumtemperatur effizient Licht. Dieses Licht soll künftig für die Informationsübertragung auf Computerchips verwendet werden. 

Industrie bereits interessiert

Die Grundlagen für den Silizium-Germanium-Quantenpunktlaser wurden im Rahmen von mehreren geförderten Projekten erarbeitet. Die anschließende Bauelementintegration soll in Zusammenarbeit mit der österreichischen Halbleiterindustrie erfolgen, die bereits großes Interesse signalisiert hat.

Vielfältige Möglichkeiten

Neben der Integration von Silizium-basierten Lichtquellen für die optische Signalübertragung bergen die neuartigen Nanostrukturen auch das faszinierende Potential, sogenannte Einzelphotonenquellen erstmals auf Siliziumbasis herstellen zu können. Dadurch ließe sich beispielsweise herkömmliche Elektronik auf ein und demselben Silizium-Chip vereinigen. „Aber das wird erst die Zukunft zeigen, wir sind noch am Anfang“, meint Dr. Brehm mit Blick auf neue Herausforderungen. 

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