Optischer Siliziumchip bricht Rekorde
Ein internationales Team unter Federführung deutscher Forscher setzt auf die Kombination von Organischer Chemie und Siliziumtechnologie und hat den derzeit schnellsten Siliziumchip entwickelt.
Wie die Universität Karlsruhe am Freitag mitteilte, ist der Chip viermal leistungsfähiger als der bisherige Rekordhalter. Mit ihm soll das Internet preiswerter und schneller werden; auch sollen größere Bilddatenmengen verarbeitet werden können.
Die Wissenschaftler, die ihren Erfolg in der April-Ausgabe von "Photonics Nature" publizierten, kombinieren dabei Organische Chemie und Siliziumtechnologie. Die Gruppe habe "das Beste aus zwei Welten zusammengebracht", sagte Professor Jürg Leuthold vom Institut für Photonik und Quantenelektronik (IPQ).
2,6 Millionen Telefonanrufe
"Der Chip kann die Daten von 2,6 Millionen Telefonanrufern verarbeiten" - viermal so viele wie der bisherige Rekordhalter, ein Intel-Chip, so Leuthold. Für die ultraschnelle Datenverarbeitung haben die Forscher unter Federführung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und Leitung von Leuthold und dem Karlsruher Professor Wolfgang Freude ein organisches Material entwickelt, das "auf bislang unerreichte Weise hohe optische Qualität mit der Fähigkeit kombiniert, Lichtsignale zu übertragen".
Es sei eine technische Lösung gefunden worden, dieses Material in die Siliziumchip-Technologie zu integrieren. Der fingernagelgroße Chip könne beispielsweise die herkömmliche Netzwerkkarte im Computer ersetzen, so Leuthold.
Intel-Rekord überboten
Der Universität zufolge ist es seit Jahren bekannt, dass Daten mit optischen Mitteln weit schneller verarbeitet werden können als auf elektronischem Weg. Noch niemandem sei aber bisher der Nachweis gelungen, dass man mit billigem Silizium bei Bitraten weit über der Schallgrenze von 100 Gigabit pro Sekunde arbeiten könne.
So habe Intel erst kürzlich die erste optische Signalverarbeitung bei 40 Gigabit pro Sekunde gemeldet; die Forschergruppe um Leuthold hat der Uni zufolge nun diesen Rekord um den Faktor vier überboten.
Und das schafften sie so: Die lichtführenden Bahnen auf ihrem Siliziumchip haben im Gegensatz zu den lichtführenden Wellenleitern der Konkurrenz einen feinen Spalt in der Mitte. Er ist gerade einmal 100 Nanometer breit - im Vergleich dazu ist das menschliche Haar 700-mal dicker. Den Spalt füllten sie mit einem neuartigen organischen Molekül auf, das dem optischen Wellenleiter zu ultraschnellen Eigenschaften verhalf.
Modifiziertes Silizium
Damit könne die Erfolgsgeschichte von Silizium, die vor 61 Jahren mit der Entwicklung des ersten Transistors begann, ihre Fortsetzung finden - "indem wir in den kommenden Jahren das Silizium so modifizieren, dass wir optische Signale bei Geschwindigkeiten jenseits des mit Elektronik Machbaren verarbeiten können", so der Forscher. Im KIT sind das Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft und die Universität Karlsruhe zusammengeschlossen.
(dpa)