Optoelektronischer Chip aus Metall
Noch schneller und kleiner
Schematische Darstellung des metallischen Modulators: Links trifft ein kontinuierlicher Lichtstahl auf ein metallisches Gitter und wird dort gebrochen, rechts verlässt ein optischer Datenpuls das Bauteil
Quelle: ETH Zürich
Bereits vor zwei Jahren entwickelten Leuthold und seine Kollegen einen solchen plasmonischen Modulator. Es handelte sich damals um den kleinsten und schnellsten je gebauten Modulator. Damals waren auf dem Halbleiterchip allerdings noch diverse Komponenten aus Glas mitverbaut.
Indem die Wissenschaftler nun alle Glaskomponenten durch metallische ersetzen, schafften sie es, einen noch kleineren Modulator zu bauen, der bei einer noch höheren Geschwindigkeit arbeitet. «In Metallen können sich Elektronen praktisch beliebig schnell bewegen, nicht so in Glas, wo es eine physikalisch bedingte Geschwindigkeitsobergrenze gibt», sagt Masafumi Ayata, Doktorand in Leutholts Gruppe und Erstautor der Studie. Im Experiment konnten die Forschenden Daten mit 116 Gigabit pro Sekunde übertragen. Sie zeigen sich überzeugt, dass mit Optimierungen sogar noch höhere Datenübertragungsraten möglich sind.
Aus einer Goldschicht geätzt
Der getestete Modulator-Prototyp der ETH-Forschenden ist aus einer Goldschicht gefertigt, die auf einer Glasoberfläche liegt. Wie die Wissenschaftler betonen, hat die Glasunterlage keine Funktion. «Statt der Glasunterlagen können wir auch andere geeignete glatte Oberfläche verwenden», so Leuthold. Und statt des Goldes könne für industrielle Anwendungen auch das günstigere Kupfer verwendet werden. Zentral ist, dass es für den neuen Modulator nur eine metallische Beschichtung braucht. «Das macht die Herstellung sehr einfacher und günstig», sagt Leuthold.
