TUD

Am 10. und 11. Juli 2014 treffen sich am Institut für Werkstoffwissenschaft der Fakultät Maschinenwesen führende europäische Forscherinnen und Forscher auf dem Gebiet der Nano-Photonik auf Einladung von Prof. Dr. Gianaurelio Cuniberti. Im Blickpunkt der Nano-Photonik stehen Erzeugung, Kontrolle, Messung und vor allem die Nutzung von Licht durch Strukturen, die nur wenige Milliardstel Meter groß sind. Die, an dem von der Europäischen Union mit insgesamt 1,4 Mio. Euro geförderten Forschungsprojekt "CARbon nanoTube phOtONic devices on silicon" (CARTOON), beteiligten Gäste stammen u.a. aus Frankreich und Italien. Diskutiert wird, wie durch neue Materialien und Materialkombinationen Lichtquellen oder optische Detektoren bei niedrigen Produktionskosten energie- und ressourceneffizienter werden können.

Photonische Technologien sind ständige Begleiter im Alltag, sei es in der Beleuchtung, der Photovoltaik oder in Alltagsprodukten wie DVD-Playern und Mobiltelefonen. Doch das volle Potential der Photonik ist längst noch nicht ausgeschöpft. Fortschritte in der Photonik und Erkenntnisse aus der Nanotechnologie können die Gesundheitsversorgung revolutionieren und neue Möglichkeiten schaffen, Krankheiten schneller zu erkennen, gezielt zu behandeln und vorzubeugen. In der Produktionstechnik wird die Materialbearbeitung mit Lasern immer mehr eine Grundvoraussetzung für die preiswerte Massenfertigung. Durch optisches Rechnen oder neue Technologien für die Telekommunikation können photonische Lösungen dazu beitragen, die aktuellen Grenzen der Elektronik zu überwinden. Die Photonik kann auch eine Schlüsselrolle bei der Bewältigung der Herausforderungen der Energieeffizienz und dem Übergang zu einer emissionsarmen Gesellschaft spielen. Man erwartet etwa, dass neuartige Festkörperlichtquellen in Zukunft fast alle anderen Quellen hinsichtlich der Effizienz deutlich übertreffen werden.

Primäres Ziel des Forschungsvorhabens CARTOON, das im Zentrum des Treffens in Dresden stehen wird, ist die Erschließung neuartiger Materialkombinationen für die Nano-Photonik. Die bisher kaum erforschte Verbindung von etablierten photonischen Bauelementen mit Kohlenstoff-Nanoröhren und deren Nutzung als integrierte Bauelemente besitzt ein enormes Anwendungspotential. Konkret haben sich die Projektpartner zum Ziel gesetzt, einen optischen Detektor zu entwickeln, der in derzeit nur schwer zugänglichen Wellenlängenbereichen arbeitet. Weiterhin sollen neuartige auf dem Kerr- oder Stark-Effekt basierende optische Modulatoren konstruiert und schließlich mit dieser neuartigen Materialkombination eine energieeffiziente elektrische Lichtquelle entwickelt werden. Jedes dieser drei ambitionierten Ziele für sich stellt im Erfolgsfall bereits eine Weltpremiere dar. Das Projekt CARTOON wird damit dazu beitragen die europäische Industrie im aufstrebenden Sektor der photonischen Komponenten und Systeme nachhaltig zu stärken.

Abbildung: Symbolhafte Darstellung der Kombination eines Sillizium-Wafers mit Kohlenstoff-Nanostrukturen (Quelle: Konsortium des EU-Projektes CARTOON).