Silicon Photonics: Nanodraht-Laser sollen optische Chips wirtschaftlich machen

Photonen statt Elektronen - optische Schaltungen könnten eine Alternative zu elektronischen Halbleitern werden. Forscher in München haben hierzu einen neuen Ansatz entwickelt, Nanodraht-Laser mit Silizium zu verbinden.

Artikel veröffentlicht am ,
Nanodrähte aus Gallium-Arsenid auf Silizium
Nanodrähte aus Gallium-Arsenid auf Silizium (Bild: Thomas Stettner, Philipp Zimmermann/TU München)

Forscher der Technischen Universität München haben einen neuen Ansatz vorgestellt, um Silicon Photonics kostengünstiger als bisher zu fertigen. Hier werden Nanodrähte aufrecht mit einer Siliziumschicht verbunden, die als Miniatur-Laser zur optischen Informationsübertragung wirken. Mittelfristig könnten sogenannte Silicon Photonics die heutigen elektronischen Halbleiter ablösen und so schnellere und günstigere Chips ermöglichen. Seit Jahren werden die Halbleiterfertigung und die Schrumpfung der Strukturen immer aufwendiger und vor allem teurer, etwa durch EUV-Lithographie.

  • Benedikt Mayer und Lisa Janker an der Epitaxieanlage im Walter Schottky Institut der TU München (Foto: Uli Benz / TUM)
  • Nanodrähte aus Gallium-Arsenid auf einer Silizium-Oberfläche (Bild: Thomas Stettner/Philipp Zimmermann / TUM)
Benedikt Mayer und Lisa Janker an der Epitaxieanlage im Walter Schottky Institut der TU München (Foto: Uli Benz / TUM)
Stellenmarkt
  1. Backend-Entwickler*in|m/w/d
    snabble GmbH, Bonn
  2. IT Systems Engineer/IT User HelpDesk/IT-Support (m/w/d)
    Alpla-Werke Lehner GmbH & Co KG, Markdorf
Detailsuche

Der Ansatz des Lehrstuhls für Halbleiter-Quanten-Nanosysteme ist ein Verfahren, um "Nanodrahtlaser direkt auf Silizium-Chips abzuscheiden", auf das auch ein Patent angemeldet wurde. Einen III-V-Halbleiter wie Galliumarsenid mit Silizium zu verbinden, resultiert beim Aufdampfen in Defekten, da beide Halbleiter unterschiedliche Gitterabstände und unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Die Forscher haben daher eine Siliziumoxid-Spiegelschicht aufgebracht, Löcher hineingeätzt und per Epitaxie die Nanodrähte aus Galliumarsenid Schicht für Schicht hochgezogen. Das hat den Vorteil, dass die Grundfläche der Drähte nur wenige Quadratnanometer beträgt, was auftretende Defekte weitestgehend verringert.

Noch produzieren die Drähte mit Hilfe externer Laser infrarotes Licht. Als nächsten Schritt planen die Forscher, die Emissionswellenlänge zu verändern und somit die Lichtausbreitung besser steuern zu können. Danach sei geplant, "eine Schnittstelle zum Strom zu schaffen", um auf die externen Laser zu verzichten. Die Forscher sind sich sicher: "Eine Steigerung der Leistung ist nur realisierbar, wenn man Elektronen durch Photonen [...] ersetzt".

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed


Aktuell auf der Startseite von Golem.de
Framework Laptop im Hardware-Test
Schrauber aller Länder, vereinigt euch!

Der modulare Framework Laptop ist ein wahrgewordener Basteltraum. Und unsere Begeisterung für das, was damit alles möglich ist, lässt sich nur schwer bändigen.
Ein Test von Oliver Nickel und Sebastian Grüner

Framework Laptop im Hardware-Test: Schrauber aller Länder, vereinigt euch!
Artikel
  1. FTTH: Liberty Network startet noch mal in Deutschland
    FTTH
    Liberty Network startet noch mal in Deutschland

    Das erste FTTH-Projekt ist gescheitert. Jetzt wandert Liberty von Brandenburg nach Bayern an den Starnberger See.

  2. 5.000 Dollar Belohnung: Elon Musk wollte Twitter-Konto von 19-Jährigem stilllegen
    5.000 Dollar Belohnung
    Elon Musk wollte Twitter-Konto von 19-Jährigem stilllegen

    Tesla-Chef Elon Musk bot einem US-Teenager jüngst angeblich 5.000 US-Dollar, damit der seinen auf Twitter betriebenen Flight-Tracker einstellt.

  3. Let's Encrypt: Was Admins heute tun müssen
    Let's Encrypt
    Was Admins heute tun müssen

    Heute um 17 Uhr werden bei Let's Encrypt Zertifikate zurückgezogen. Wir beschreiben, wie Admins prüfen können, ob sie betroffen sind.
    Eine Anleitung von Hanno Böck

Du willst dich mit Golem.de beruflich verändern oder weiterbilden?
Zum Stellenmarkt
Zur Akademie
Zum Coaching
  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Daily Deals • RTX 3080 12GB 1.499€ • iPhone 13 Pro 512GB 1.349€ • DXRacer Gaming-Stuhl 159€ • LG OLED 55 Zoll 1.149€ • PS5 Digital mit o2-Vertrag bestellbar • Prime-Filme für je 0,99€ leihen • One Plus Nord 2 335€ • Intel i7 3,6Ghz 399€ • Alternate: u.a. Sennheiser Gaming-Headset 169,90€ [Werbung]
    •  /