Wie die Universität Karlsruhe am Freitag mitteilte, ist der neue 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, setzten dabei auf die Kombination von Organischer Chemie und Silizium-Technologie. Die Gruppe habe "das Beste aus zwei Welten zusammengebracht", sagte Professor Jürg Leuthold vom Institut für Photonik und Quantenelektronik (IPQ).
"Der Chip kann die Daten von 2,6 Millionen Telefonanrufern verarbeiten" - viermal so viel 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 Silizium-Chip-Technologie zu integrieren. Der fingernagelgroße Chip könne beispielsweise die herkömmliche Netzwerkkarte im Computer ersetzen, so Leuthold.
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 bislang der Nachweis gelungen, dass man mit billigem Silizium bei Bitraten weit über der Schallgrenze von 100 Gigabit pro Sekunde arbeiten könne. So habe die Firma 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 Licht führenden Bahnen auf ihrem Silizium-Chip haben im Gegensatz zu den Licht führenden 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.
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 Karlsruher Institut für Technologie (KIT) sind das Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft und die Universität Karlsruhe zusammengeschlossen. (dpa/ajf)