Investition in die Terahertz-Forschung Hochfrequente Umfelderkennung

Prof. Dr. Nils Weimann (l.), Prof. Dr. Andreas Stöhr (r.) und Christian Blumberg an einer Anlage zur Halbleiterintegration im Reinraum des Zentrums für Halbleitertechnik und Optoelektronik.

Ein Tier springt auf die Straße. Und obwohl es stockdunkel und nebelig ist, bremst das selbstfahrende Auto sicher ab. Eine solche Umfelderkennung ist elementar für das autonome Fahren. Neuartige Sensoren auf Basis von Hochfrequenzstrahlung könnten die Lösung sein.

Speziell dafür baut die Uni Duisburg-Essen (UDE) nun ihr Mikroelektronik-Labor aus.
Mit elektronischen und photonischen Chips lassen sich Objekte bestimmen und deren Position, Abstände und Geschwindigkeiten messen. Man kennt das von Fahrassistenzsystemen, aber auch aus der Industrie. Dank ihnen greifen Roboter beispielsweise die richtigen Teile aus unsortierten Kisten und agieren selbstständig neben Menschen.

Die heutigen Sensoren zur Umfelderkennung haben jedoch Grenzen, beispielsweise bei verdeckter Sicht. Zudem arbeiten sie noch nicht mit der nötigen Genauigkeit.

Hier setzen die UDE-Wissenschaftler an:…

...Im neuen Mikroelektronik-Labor „ForLab SmartBeam“ am Zentrum für Halbleitertechnik und Optoelektronik (ZHO) der Uni Duisburg-Essen forschen sie derzeit an neuartigen Transistoren und Infrarot-Komponenten. Die hohe Bedeutung dieser Arbeit hat das Bundesforschungsministerium mit einer Förderung von knapp vier Millionen Euro unterstrichen, die in den Ausbau des neuen Labors fließen. Unter anderem werden davon Geräte zur Hochfrequenzmessung bis 1,5 Terahertz angeschafft. Genau dieses elektromagnetische Spektrum ist interessant für viele Anwendungen der hochfrequenten Umfelderkennung. Denn zwischen 300 Gigahertz und einigen Terahertz dringen die Wellen ungefährlich für den Menschen durch Material und organisches Gewebe. Ideal also, um giftige Stoffe oder versteckte Objekte zu erkennen.

Allerdings sind Terahertz-Sensoren bislang…

...noch nicht massentauglich – die dazu nötigen Chips erfordern nämlich ein spezielles Halbleitermaterial: Indiumphosphid. In diesem können sich die Elektronen schneller als im üblicherweise verwendeten Silizium bewegen. Außerdem taugt es zur Herstellung effizienter optoelektronischer Terahertz-Bauelemente.

Die dazu erforderlichen Technologien werden am ZHO der Uni erforscht und entwickelt. Denn die UDE-Wissenschaftler sind sich sicher: Die schnellen Wellen werden großes Potenzial haben – für die Autoindustrie, den Maschinenbau, die Medizintechnik und die Telekommunikation.