Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Siliziumlaser: Laser aus Silizium

Endlich ist es Wissenschaftlern gelungen, mit dem gängigsten Halbleitermaterial Laserstrahlen zu erzeugen. Schon in wenigen Jahren werden Computer und andere Geräte mit Licht ebenso selbstverständlich umgehen wie mit Elektronen.
Bild
Billige Siliziumchips manipulieren Elektronenströme und erfüllen dadurch unzählige nützliche Aufgaben in Computern, Mobiltelefonen und in der gesamten Unterhaltungselektronik. Wenn integrierte Silizium-Schaltkreise zudem Lichtstrahlen erzeugen und steuern könnten, entstünde preiswerte neue Technik für eine Fülle weiterer Anwendungen. Doch jahrzehntelang scheiterten alle hartnäckigen Bemühungen der Wissenschaftler, Silizium in eine Quelle konzentrierten Lichts zu verwandeln.

Nun ist meinem Forscherteam und einigen anderen das Kunststück tatsächlich gelungen. Dieser Durchbruch könnte enorme Folgen für elektronische Geräte haben, die Laser und optische Verstärker enthalten; derzeit bleiben sie auf Lasermaterialien angewiesen, die viel teurer und seltener sind als Silizium.

Würden herkömmliche Kupferkontakte und -drähte durch optische Leitungen ersetzt, so stiege das Tempo der Datenübertragung um mehrere Größenordnungen. Zum Beispiel schaffen die für private Internetanschlüsse gebräuchlichen Kabelmodems bestenfalls ein Megabyte pro Sekunde. Hingegen könnten optische Bauelemente auf Siliziumchips mühelos riesige Dateien, etwa hochauflösende Videofilme, mit bis zu zehn Gigabit pro Sekunde übertragen – eine zehntausendfache Verbesserung. Kompakte Sensoren, die integrierte Schaltkreise mit Siliziumlasern enthalten, könnten die Vorteile eines diagnostischen »Labors auf einem Chip« mit denen des drahtlosen Funkverkehrs vereinen, um im Rahmen umfassender Umweltüberwachungs- und Sicherheitsnetze Schadstoffe, chemische Kampfmittel oder Sprengstoffe aufzuspüren. Auf militärischem Gebiet wären Siliziumlaser ein billiges Mittel, die rotsensoren wärmesuchender Flugabwehrraketen auszutricksen.

Warum hat es so lange gedauert, Silizium den neuen Trick beizubringen?
...

Kennen Sie schon …

Spektrum Kompakt – Grenzen des Messbaren

Um einzelne Faktoren und Prozesse im Ganzen zu verstehen, ist es wichtig, ganz genau hinzusehen. In den letzten Jahrzehnten gab es bahnbrechende neue Verfahren und Entwicklungen, die den Blick aufs Detail immer weiter schärfen konnten.

Spektrum - Die Woche – Impfstoffe aus der Maßschneiderei

Festwoche in der Wissenschaft: Die Nobelpreise 2023 für Medizin, Physik und Chemie wurden verliehen. Lesen Sie in »Spektrum – Die Woche« alles Wesentliche zu den preisgekrönten Forscherinnen und Forschern. Außerdem gibt es Antworten auf die Frage: Wie gesund sind fleischlose Ersatzprodukte?

Spektrum - Die Woche – Die Mär vom Matriarchat

Lebten die Menschen einst im Matriarchat? Im Kult der »Großen Göttin«? Lesen Sie in dieser Ausgabe, warum der Gedanke so naheliegt und doch so fern der Wirklichkeit sein dürfte. Außerdem: ein Stern, der einen Riesenplaneten verschlungen hat, und die Frage, ob Haustiere glücklich machen.

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.