18.12.2008 (fjh)
Neuartige Halbleiter-Materialien sollen Computer künftig erheblich schneller machen. Daran arbeiten Physiker der Philipps-Universität im Rahmen eines Konsortiums, das für sein auf drei Jahre angelegtes Vorhaben 7,7 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) erhält. Projektkoordinator ist Prof. Dr. Wolfgang Stolz vom Wissenschaftlichen Zentrum für Materialwissenschaften (WZMW).
Computer arbeiten bisher mit Rechengeschwindigkeiten von an die zwei Gigahertz. Damit ist die Leistungsgrenze der elektronischen Datenverarbeitungssysteme erreicht. Eine optische Signalübertragung würde jedoch eine weitere Beschleunigung erlauben.
"Es ist weltweit akzeptiert, dass die große Aufgabe darin besteht, Optik und Elektronik zu kombinieren", sagt der Marburger Physiker Prof. Dr. Stephan Koch, der dem Forschungsverbund angehört. Doch Silizium, das als Material für die Computerindustrie international fest etabliert ist, eignet sich nicht für optische Anwendungen.
Die Marburger Forscher haben deshalb nach Halbleiter-Materialien gesucht, mit denen sich Laser-Licht erzeugen lässt und deren Kristallgitter gleichzeitig zu Silizium passt. "Aus diesem Ansatz ist in den vergangenen Jahren „ein komplett neuartiges Materialsystem entstanden", berichtet Koordinator Wolfgang Stolz.
Die Wissenschaftler überschichten Silizium-Scheiben mit einer Mischung aus Gallium, Stickstoff, Arsen und Phosphor, so dass die Gitterstrukturen perfekt übereinstimmen. "Marburg steht auf diesem Gebiet an der Spitze der Forschung weltweit", erklärt Koch.
Ziel des Projekts ist, den Prototypen eines Lasers auf SiliziumBasis zu erforschen und zu entwickeln. Das ist eine unverzichtbare Voraussetzung, um künftig Mikrochips zu produzieren, die opto-elektronisch funktionieren.
Mit seinem Vorhaben hat sich das Konsortium unter Marburger Leitung in der Ausschreibung des BMBF zum Thema "Neuartige optische Wirk-Prinzipien" durchgesetzt. Das war nicht zuletzt dank der erfolgreichen Vorarbeit möglich, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert worden war.
"Der nun genehmigte Antrag sieht vor, dass die Verbundpartner unter anderem eine Herstellungsanlage für Silizium-basierte Laser entwickeln, „die künftig in einer Halbleiter-Fabrik stehen könnte", erläuterte Stolz. An der Kooperation sind deshalb neben dem Fraunhofer-Institut für Festkörperphysik in Freiburg und der Ruhr-Universität Bochum auch private Unternehmen beteiligt. Darunter befinden sich auch zwei Ausgründungen der Philipps-Universität.
pm: Philipps-Universität Marburg
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