Nanolithographische Wellenleiter mit optisch-nichtlinearen Kristallen für Bauelemente der Photonik- und Quantentechnologien

In der Informationstechnologie (IT) werden höhere Datenraten und größere Datenmengen in fast allen Bereichen unseres täglichen Lebens gefordert. Einige Beispiele sind die Entwicklung von 6G für autonome Mobilität und Consumer-Anwendungen oder die Transformationen in der intelligenten Industrie 4.0. Dieses Wachstum von Datenmengen und -raten befördert auch den Zugang zu Bildung, schafft Arbeitsplätze, sowie Innovation in Industrie und Infrastruktur, wodurch Armutsrisiken gesenkt und Wirtschaftswachstum befördert werden können. Gleichzeitig steht der steigende Energiebedarf für die Informationstechnologien dem menschlichen Streben nach Ressourceneffizienz und nachhaltigem Konsum diametral entgegen. Der steigende Stromverbrauch bei steigenden Datenmengen und –raten ist nur durch eine disruptive technologische Innovation möglich. Dies kann umgesetzt werden, indem eine elektrische IT durch eine optische und quantenbasierte IT ersetzt wird.

Optische und Quanten-IT im Wafer- und Chiplevel basiert auf Dünnschicht-Wellenleitern und optisch nichtlinearen Kristallen. Das Projektteam im Vorhaben Nanowelle integriert nanolithografisch strukturiertes, optisch nichtlineares Aluminiumnitrid (AlN) in eine Waferlevel-Technologieplattform und erarbeitet grundlegende Bauelemente wie Wellenleiter, optische Koppler und Ringresonatoren für die optische und Quanten-IT. Grundlagenphysikalische Erkenntnisse sollen durch industriell relevante Materialien und Technologien rasch in die Anwendungsreife überführt werden.