Stärker leuchtende Silizium-LEDs für optische Computer

Forschungszentrum Rossendorf (FZR) trickst mit Silizium-Mikrospiegeln

Im Forschungszentrum Rossendorf (FZR) wurde ein neuartiges Mikroresonator-Konzept entwickelt, mit dem sich die Lichtausbeute von Silizium-Leuchtdioden signifikant erhöhen lassen soll. Dabei handelt es sich um eine besondere, einen Millionstel Meter dicke Spiegel-Anordnung, mit deren Hilfe eine Kommunikation per Licht zwischen Silizium-Chips realisiert werden soll.

Wenn Chips nicht nur auf Basis von Silizium rechnen können, sondern das Silizium selbst auch als Lichtquelle für die optische Datenübertragung dienen kann, macht dies eine Übertragung der Ergebnisse mit Lichtgeschwindigkeit an eine andere Stelle möglich. Silizium-Lichtquellen wären laut FZR kostengünstiger in der Herstellung als Verbindungshalbleiter wie Galliumarsenid oder Indiumphosphid und könnten zudem auf einem Siliziumchip mit elektronischen Komponenten angesteuert werden. Langfristig sei es das Ziel, eine optische Verbindungstechnik auf der Basis von Silizium zu realisieren, woran zum Beispiel auch Intel und IBM (Germanium-on-Insulator-Technik) in ihren Forschungslaboren arbeiten.

Vergleich zwischen herkömmlicher Silizium-LED und Mikroresonator

Zwar habe das FZR bereits Erfolge mit der Herstellung von siliziumbasierten Lichtquellen (Lichtemittern) aufweisen können, wie etwa Ende Juni 2004 die Fertigung einer ersten ultravioletten Lichtquelle (UV-Emitter), für die Datenübertragung seien jedoch größere Wellenlängen im so genannten nah-infraroten Bereich des Lichtspektrums gefragt. Nah-Infrarot ist der Bereich am roten Ende des sichtbaren Spektrums, in dem die Empfindlichkeit des Auges gerade aufhört, in Wellenlänge ausgedrückt handelt es sich um den Bereich von 750 bis 2500 Nanometer. Silizium sei jedoch von Natur aus völlig ungeeignet, um Licht bei diesen Wellenlängen effizient auszusenden. Um dieses fundamentale Problem zu lösen, soll deshalb in den letzten Jahren weltweit eifrig geforscht worden sein.