Informationstechnik
Nanoantennen für das Datennetz der Zukunft

Forschern am Karlsruher Institut für Technologie ist es mit Hilfe eines Elektronenstrahlverfahrens gelungen, winzige optische Nanoantennen anzufertigen. Die Nanoantennen aus Gold können Informationen rasend schnell übertragen und sind eine wichtige Grundlage für neue optische Highspeed-Datennetze.
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DÜSSELDORF. Die drahtlose Datenübertragung ist das beherrschende Thema in der Informationstechnik. Um immer mehr Daten in kürzerer Zeit zu übertragen, kommen immer höhere Funkfrequenzen zum Einsatz. Vor einigen Jahren fanden Wissenschaftler heraus, dass man auch mit Lichtwellen funken kann. Die Herstellung der dazu benötigten winzigen Antennen war aber bislang äußerst aufwendig. Wissenschaftlern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun erstmals gelungen, solche optischen Nanoantennen gezielt und reproduzierbar anzufertigen.

Um mit besonders hochfrequenten elektromagnetischen Lichtwellen im Frequenzbereich bei mehreren Hunderttausend Gigahertz funken zu können, benötigt man winzig kleine Antennen, die nicht größer sind als maximal 350 Nanometer (1 Nanometer entspricht 1 Millionstel Millimeter).

Die Herstellung solcher optischer Funkantennen im Nanomaßstab war deshalb ein Problem, weil optische Belichtungsverfahren so kleine Strukturen nicht mehr erzeugen können. Die Wissenschaftler am Lichttechnischen Institut des KIT nutzten daher erstmals ein Elektronenstrahlverfahren.

Die Nanoantennen aus Gold sind eine wichtige Grundlage für neue optische Highspeed-Datennetze. Sie können Informationen zehntausendmal schneller übertragen, weil die hohe Frequenz der Wellen eine extrem schnelle Modulation des Signals erlaubt. Der positive Nebeneffekt: Licht im Bereich von 1 000 bis 400 Nanometer ist für Menschen, Tiere und Pflanzen unschädlich.

Die Nanoantennen aus Karlsruhe lassen sich aber nicht nur für die Informationsübertragung, sondern auch als Werkzeug für die optische Mikroskopie einsetzen: "Mit Hilfe dieser winzig kleinen Nanolichtstrahler können wir Untersuchungen an einzelnen Biomolekülen durchführen, wie es bisher nicht möglich war", so Hans-Jürgen Eisler, der die Arbeitsgruppe am Lichttechnischen Institut leitet.

Daneben können die Nanoantennen als neues Werkzeug zur Charakterisierung von Nanostrukturen aus Halbleitern, Sensorstrukturen und integrierten Schaltkreisen eingesetzt werden. Möglich wird dies, da Nanoantennen Licht effizient einfangen können. Damit werden Nanoantennen wiederum zu Lichtquellen und strahlen ihrerseits Lichtquanten (Photonen) ab.

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