Suche nach dem Computer der Zukunft

9. Jänner 2014, 11:33
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Die Physikerin Elisabeth Lausecker prüft Halbleiter auf optische Signale

Der Computer der Zukunft verarbeitet Daten noch schneller: mit Licht statt elektrischen Impulsen. Die Grundlagen dafür entwickelt Elisabeth Lausecker an der Universität Linz mit Silizium-Germanium-(SiGe)-Halbleitermaterialien. Zur Erzeugung von Nanostrukturen und optischen Bauteilen verwendet die Physikerin jeden Tag Gerätschaften und Effekte, die sonst nur in Superhelden-Comics vorkommen: Molekular-Strahl-Epitaxie-Anlagen, fotonische Kristalle und Fotolumineszenzsignale.

Mit ihrem Stipendium "For Women in Science", vergeben von L'Oréal, dem Wissenschafts- und Wirtschaftsministerium, der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) und der Unesco-Kommission, führt sie bereits laufende Forschungsarbeiten weiter und schreibt parallel einen Förderantrag, um weitere drei Jahre an der Universität Linz forschen zu können.

Um die optischen Qualitäten neuer Bauteile zu verbessern, muss die 30-jährige Nanospezialistin diese zunächst einmal - Atomlage für Atomlage - herstellen. Unter sauberen Reinraumbedingungen werden in herkömmliche Silizium-(Si)-Wafer (die gängigen Grundplatten für elektronische Bauteile) mittels UV-Nanoimprint-Lithografie Nanolöcher geätzt. Dort sammelt sich dann der zweite Halbleiter Germanium (Ge) bevorzugt an und bildet Nanoinseln aus.

Im Gegensatz zum ungeordneten Inselwachstum durch Vulkane im Ozean ist dieser Prozess im Milliardstelmeterbereich hochpräzis: "Wir wissen genau, wo jede einzelne der Milliarden Nanoinseln aus Silizium und Germanium auf einem Quadratzentimeter angelegt ist. Das ist wichtig, um sie in optische Bauelemente kontrolliert einzubetten", erklärt Elisabeth Lausecker.

Die Inseln senden, abhängig von den Wachstumsbedingungen, Licht im nahen Infrarot aus. Wird dieses durch einen Wellenleiter am Substrat geführt, kann es zur Signalübertragung dienen. Im Anschluss an die aufwändige Herstellung der Proben und an eine Dokumentation der genauen Bedingungen wird mit Fotolumineszenzmessungen das Ergebnis geprüft.

An SiGe-Halbleitern wird viel und schon lang geforscht. Das Alleinstellungsmerkmal der Gruppe um Thomas Fromherz ist die Positionierung der Nanoinseln und ihre optimale Einrichtung im fotonischen Kristall. Dieser wirkt wie ein Verstärker und holt mehr Licht aus den SiGe-Inseln. Die Effizienz der neuen Halbleiter ist auch abhängig von der Dichte der lichtemittierenden Nanoinseln.

Diese wird Schritt für Schritt erhöht und somit verbessert. Technische Physik studierte die Linzerin, weil sie Naturwissenschaften und das Tüfteln an schwierigen Aufgaben immer schon fasziniert haben. An der Forschung ist sie bei ihrem ersten Praktikum im Reinraum hängengeblieben. 2008 verbrachte sie neun Monate an der Princeton University in New Jersey.

Dort erlebte sie eine hochmotivierte Arbeitseinstellung und brachte neben fachlichem Wissen und Freundschaften auch die Erkenntnis mit, dass es, um gute Forschung betreiben zu können, nicht nur motivierte Leute, sondern auch einen "Batzen Geld" braucht. Ausgleich zur gefilterten Luft im Reinraum bietet ihr der Laufsport, zudem Filme und Bücher, mit oder ohne Superheldinnen. (Astrid Kuffner, DER STANDARD, 8.1.2014)

  • Elisabeth Lausecker entwickelt Halbleitermaterialien.
    foto: l'oreal

    Elisabeth Lausecker entwickelt Halbleitermaterialien.

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