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Forschungszentrum Jülich

Optische Datenübertragung auf Chip-Level - Stand der Technik

29. März 2017, 10:54 Uhr | Markus Haller

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Nächste Schritte und Zeithorizont

Elektronik: Nach der Entwicklung eines GeSn-Lasers auf Silizium haben Sie mit der SiGeSn-Diode einen nächsten Schritt in Richtung optische Datenübertragung auf Chip-Ebene gemacht. Welches sind nun die größten Hürden, die sie in der weiteren Forschung angehen möchten?

Dr. Dan Buca: Das ist sicherlich zunächst die Herstellung eines elektrisch gepumpten Diodenlasers. Die ersten werden sehr wahrscheinlich noch nicht die geforderte geringe Leistungsaufnahme aufweisen und optimiert werden müssen. Dazu sind sicherlich noch ein paar Jahre Forschungsarbeit nötig.

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Die erfolgreiche Herstellung von Multischichtstrukturen hat uns diesem Ziel aber erheblich näher gebracht. Die ersten optisch gepumpten Laser wurden bereits mit diesen Schichten hergestellt und haben sehr vielversprechende Ergebnisse geliefert. Es freut uns auch zu sehen, dass, stimuliert durch unsere Forschungsergebnisse, die Anzahl der Gruppen wächst, die an elektrisch gepumpten Diodenlasern arbeiten. Die Integration eines GeSn-Lasers in einem sogenannten Photonic Integrated Circuit (PIC) ist dann der nächste Schritt, der vermutlich auch etwas leichter zu bewerkstelligen sein wird.

Elektronik: Ist schon absehbar, wann sich Ihre Forschungsarbeit zur optischen Datenübertragung in industriellen Fertigungsprozessen niederschlagen wird? Sprechen Sie darüber mit Vertretern aus der Halbleiterindustrie?

Dr. Dan Buca: Das ist eher noch etwas weit entfernt. Man muss zunächst abwarten, wie die Entwicklung eines elektrisch gepumpten Diodenlasers vorangeht. Auf dem Weg dorthin lassen sich aber sehr wahrscheinlich auch Anwendungen für diskrete Bauelemente, also einzelne Laser finden. Insbesondere die Wellenlänge im Bereich von 3–3,6 µm ist für viele Anwendungen in der Medizin, der Sicherheits- und Umwelttechnik interessant, da viele Verbindungen zwischen Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff hier starke Absorptionslinien aufweisen. In diesem Bereich sprechen wir bereits mit mittelständischen Unternehmen und führen mit ihnen auch Forschungsprojekte durch.

Über die Interviewpartner

Prof. Dr. Detlev Grützmacher
hat in Göttingen und Aachen studiert und sein Studium 1991 in Aachen mit der Promotion abgeschlossen. Nach zwei Jahren als Postdoktorand bei IBM in Yorktown Heights (USA) wechselte er zum Paul-Scherrer-Institut (Schweiz) und leitete dort eine Gruppe zur Silizium-Photonik. 2006 wurde er an die RWTH Aachen berufen und leitet seitdem das Peter-Grünberg-Institut für Halbleiter-Nanoelektronik am Forschungszentrum Jülich. Prof. Grützmacher ist Autor und Koautor von 390 Veröffentlichungen.

Prof. Dr. Detlev Grützmacher

hat in Göttingen und Aachen studiert und sein Studium 1991 in Aachen mit der Promotion abgeschlossen. Nach zwei Jahren als Postdoktorand bei IBM in Yorktown Heights (USA) wechselte er zum Paul-Scherrer-Institut (Schweiz) und leitete dort eine Gruppe zur Silizium-Photonik. 2006 wurde er an die RWTH Aachen berufen und leitet seitdem das Peter-Grünberg-Institut für Halbleiter-Nanoelektronik am Forschungszentrum Jülich. Prof. Grützmacher ist Autor und Koautor von 390 Veröffentlichungen.

Dr. Dan Buca
hat Physik an den Universitäten Bukarest und Köln studiert und schloss seine Promotion im Jahr 2002 in Köln ab. Seit 2003 arbeitet er im Forschungszentrum Jülich, wo er seit 2010 die Group-IV-Optoelectronics-Gruppe am Peter-Grünberg-Institut leitet.