Terabits im Internet

Quantensprung durch III/V-Halbleiter

Die ständig steigenden Ansprüche setzen die Eroberung höchster Frequenzbereiche im Mikrowellenbereich bis 100 Gigahertz voraus. Die Hersteller von Hochfrequenz-Chips für den Gigahertz (GHz)-Bereich sitzen daher bereits in den Startlöchern. Schaltungen für die Hochfrequenz-Signalverarbeitung bis zu einigen GHz lassen sich mit einer Kombination der Bipolar - und CMOS-Schaltungstechniken auf einem Chip realisieren.

Der erforderliche Quantensprung in Richtung höherer Frequenzen lässt sich indessen nur mit einer neuen Klasse von Halbleitern realisieren, den so genannten III/V-Halbleiterwerkstoffen. Dabei handelt es sich um Verbindungen der Elemente Aluminium (Al), Gallium (Ga) und Indium (In) aus der III. Gruppe des Periodensystems der Elemente mit den Elementen Phosphor (P), Arsen (As), und Antimon (Sb) aus der V. Gruppe. Unter diesen stellen Galliumarsenid (GaAs) und Indiumphosphid (InP) die bekanntesten Bauelemente aus III/V-Halbleitern dar. Im Vergleich zu Silizium verfügen diese über mehrere Vorteile. So erlaubt die wesentlich größere Beweglichkeit der freien Elektronen in III/V-Halbleitern eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit bei geringer Verlustleistung. Höchstfrequenz-Anwendungen bis weit in den Gigahertz-Bereich sind damit möglich. Darüber hinaus können diese Bauelemente nicht nur Licht empfangen, sondern auch aussenden - eine Eigenschaft, die in optoelektronischen Systemen vielseitige Anwendung findet. Ohne Chemie wären viele Entwicklungen in der modernen Informationstechnik auf der Strecke geblieben, so die Einschätzung von Branchenkennern.