Rechnen mit Lichtgeschwindigkeit

Computer haben mit Rechengeschwindigkeiten von an etwa 2 GHz die Leistungsgrenze der elektronischen Datenverarbeitung erreicht. Eine optische Signalübertragung würde eine weitere Beschleunigung erlauben. "Es ist weltweit akzeptiert, dass die große Aufgabe darin besteht, Optik und Elektronik zu kombinieren", sagt Professor Dr. Stephan Koch von der Uni Marburg. Doch Silizium, das als Material für die Computerindustrie international fest etabliert ist, eignet sich nicht für optische Anwendungen.

Die Marburger Forscher haben deshalb nach Halbleitermaterialien gesucht, mit denen sich Laserlicht erzeugen lässt und deren Kristallgitter gleichzeitig zu Silizium passt. Aus diesem Ansatz ist in den vergangenen Jahren "ein komplett neuartiges Materialsystem entstanden", sagt Projekt-Koordinator Wolfgang Stolz. Die Wissenschaftler überschichten Siliziumscheiben 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", so Koch weiter.

Das Ziel des Projektes ist es, den Prototypen eines Lasers auf Siliziumbasis zu erforschen und zu entwickeln. Das ist die unverzichtbare Voraussetzung, um künftig Mikrochips zu produzieren, die opto-elektronisch funktionieren. Mit diesem Vorhaben setzte sich das Konsortium unter Marburger Leitung in der Ausschreibung des BMBF zum Thema "Neuartige optische Wirkprinzipien" durch.

Die Verbundpartner wollen nun unter anderem eine Herstellungsanlage für Silizium-basierte Laser entwickeln. An der Kooperation sind neben der Uni Marburg das Fraunhofer-Institut für Festkörperphysik, die Ruhr-Universität Bochum sowie Unternehmen beteiligt. (dsc)