Forschung und Entwicklung Wuppertaler Uni forscht an neuartigen Lasern
Wuppertal · Das Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft über eine Laufzeit von drei Jahren mit insgesamt rund 825000 Euro gefördert.
Der Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente der Bergischen Universität erforscht in dem neuen Projekt „Heterointegration von Perowskitlasern in die Siliziumphotonik“ die Grundlagen einer technologischen Revolution. Kooperationspartner sind die Aachener AMO GmbH, die RWTH Aachen und die Universität Siegen. Das Projekt zur Erforschung neuartiger Laser, die in der integrierten Photonik – also in Schaltkreisen, die Licht anstelle von Elektrizität zur Daten- und Signalverarbeitung nutzen – eingesetzt werden können, wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft über eine Laufzeit von drei Jahren mit insgesamt rund 825000 Euro gefördert. 304600 Euro gehen an die Bergische Universität.
Theodore Maiman, der 1960 den weltweit ersten Laser entwickelte, bezeichnete seine Erfindung als „a solution seeking a problem“ – frei übersetzt: ein Kuriosum ohne unmittelbaren Nutzen. Die darauffolgenden 60 Jahre bewiesen jedoch das Gegenteil und haben ein umfangreiches Anwendungsspektrum für den Laser hervorgebracht: Das Internet, wie wir es kennen, wäre ohne Laser undenkbar; die Medizin profitiert davon unter anderem bei der Chirurgie mittels Laser und viele Betriebe nutzen Laser zum Schweißen und Schneiden. „Diese Verstärker für Licht in Schaltkreise zu integrieren – in Analogie zu integrierten elektronischen Schaltungen –, ist bis heute ein Heiliger Gral und nichts weniger als eine technologische Revolution“, so Prof. Dr. Thomas Riedl, Leiter des Lehrstuhls für Elektronische Bauelemente der Bergischen Universität.
Effiziente Verstärker für Licht
Hier kommen neue Halbleiter aus einer Materialklasse ins Spiel, die man als Mineralien kennt, die Perowskite. Diese aus Lösungsprozessen herstellbaren Materialien haben sich als sehr effiziente Verstärkermaterialien für Licht erwiesen und sie besitzen somit ein großes Potenzial für die Integration in die Silizium-Elektronik. Um als Laser zu funktionieren, muss der Perowskit mit Energie versorgt werden – man spricht vom sogenannten Pumpen.
„Die Energiezufuhr ist bislang nur optisch, also durch Beleuchten mit einem anderen Laser möglich. Wir erwarten aber, dass erst ein elektrisch gepumpter Perowskit-Laser in Verbindung mit Siliziumnitrid-Photonik der integrierten Photonik zum Durchbruch verhelfen kann“, erklärt Prof. Thomas Riedl.
