Fachartikel: Embedded > Microsystemtechnik
Ausgabe: 13/2005
Newsletter 13/05 Nanotechnologie – Mikro, Nano und kleiner
Die Themen des heutigen Newsletters sind: Fraunhofer-Center für Nanotechnologie in Dresden – Nanotechnologie und Fotonen?
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| Lichtsammlung mit einem Nanoband |
Fraunhofer-Center für Nanotechnologie in Dresden
Der Sprung von der Mikro- zur Nanoelektronik ist eine grosse Herausforderung für die Halbleiterindustrie. Am Fraunhofer-Center Nanoelektronische Technologien CNT in Dresden entwickeln Wissenschaft und Wirtschaft in Public Private Partnership gemeinsam neue Prozesstechnologien für die Nanoelektronik. Am 31. Mai 2005 fand die Eröffnung mit Gästen von Bund, dem Freistaat Sachsen, der Wissenschaft und Wirtschaft statt. Das CNT erweitert die Kompetenzen des Fraunhofer-Verbunds Mikroelektronik gemeinsam mit führenden Halbleiterherstellern in der Technologieentwicklung. So ist das CNT Teil der europäischen Initiative ENIAC (European Nanoelectronic Initiative Advisory Council) zur Stärkung der Nanoelektronik. Im August des vergangenen Jahres hatten die Partner – Fraunhofer-Gesellschaft, Infineon Technologies AG und Advanced Micro Devices Inc. (AMD) und die Förderer Bundesforschungsministerium sowie der Freistaat Sachsen – die Absichtserklärung zur Gründung des Fraunhofer CNT unterschrieben.
Nach nur neun Monaten konnte das CNT nun eröffnet werden. Für das CNT stehen auf dem Dresdner Fertigungsgelände von Infineon 800 m2 Reinraumfläche sowie eine Infrastruktur, die Industriestandard entspricht, zur Verfügung. Ziel ist es, die Synergien zwischen Forschung, Entwicklung und Fertigung von Prozesstechnologien für die Nanoelektronik am Standort Dresden maximal zu nutzen. Insgesamt investieren Unternehmen und Staat zusammen erneut 700 Mio. Euro in den Ausbau des Nanoelektronikstandorts Deutschland. Ein Drittel dieser Mittel stammen vom Bund, dem Land und der EU. Nahezu 100 Entwicklungs-und Fertigungsingenieure der Industriepartner sowie wissenschaftliche Mitarbeiter der Fraunhofer-Gesellschaft werden im CNT innovative Lösungen für die Nanoelektronik erarbeiten.
Nanotechnologie und Fotonen?
Unsere gegenwärtige Elektronik basiert auf der Manipulation von Elektronen. Dass das aber auch in der Zukunft so fortgeschrieben werden kann, ist durchaus fraglich geworden. Denn es mehren sich die Anzeichen, dass die Fotonik hier eines ferneren Tages eine wichtige Rolle spielen könnte. Erste Forschungsergebnisse in dieser Richtung lassen vermuten, dass z.B. Rechenoperationen mithilfe der Lichtmanipulation dramatisch schneller ablaufen als mit der allbekannten Siliziumtechnologie.
Wissenschaftler der «Lawrence Berkeley National Laboratory» (Berkeley Lab) und der «Univer-sity of California at Berkeley» forschen schon seit einiger Zeit mit chemisch synthetisierten Nanodrähten und -bändern, durch deren unterschiedlich komplexe Strukturen die Forscher Laserlichtimpulse leiten konnten. Zum allerersten Mal gelang ihnen dies auch sogar in Flüssigkeiten.
«Wir konnten Nanodrahtlaser und Wellenleiter aus Halbleiter-Nanobändern in einer Multidraht-Modellstruktur zusammenführen. Damit zeigen wir, wie Licht zwischen aktiven und passiven Nanohohlräumen übertragen werden kann», erläutert Peidong Yang, Leiter des Forschungsprojekts. «Wir realisierten ausserdem einen wichtigen neuen Anwendungsbereich für die
Nanobänder und -drähte, und zwar als optische Wellenleiter in einem flüssigen Medium. Das ist von besonderem Interesse für die Mikrofluidik und Biologie.»
In der Mai-Ausgabe der «Proceedings of the National Academy of Sciences» (PNAS) berichten Yang und seine Kollegen über die Kopplung von Nanodrahtlasern, die entweder aus Galliumnitrid oder Zinkoxid bestehen, mit Nanobändern aus Zinnoxid – einem Halbleiter, dem grosses technologisches Interesse gilt, und zwar zum Transport von Fotonen und Elektronen in Nanomaterialien. Die neu erforschten Nanodrahtlaser sind reine Nanokristalle, die ein kohärentes UV-Licht abstrahlen, sobald sie einem «optischen Pumpen» ausgesetzt sind. Im Bild erkennt man ein Nanoband mit einem Tropfen Farbstoff, der in etwa in der Mitte positioniert ist. Das Band wird an einem Ende mit gepulstem Laserlicht angeregt. Der Tropfen beginnt das Licht zu fluoreszieren, das am anderen Ende gesammelt wird.
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