Forscher am Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) haben ein Verfahren für die Fertigung von Halbleiter-Bauelementen entwickelt, um den Terahertz-Frequenzbereich besser zu erschließen. Strahlung in diesem Bereich ist unter anderem für die Sicherheitstechnik von Interesse. Der Fertigungsprozess hat aber noch einen zweiten Vorteil. "Neben schnellen Transistoren für den Terahertz-Bereich ermöglicht das Verfahren auch flexible Schaltkreise für niedrigere Frequenzen", erklärt Wolfgang Heinrich, Leiter der FBH-Abteilung Mikrowellentechnik und Professor an der Technischen Universität Berlin, im Gespräch mit pressetext. Das ist beispielsweise für Antennensysteme in der Luftfahrt- und Automobilindustrie interessant.
"Momentan erlebt das Thema Terahertz-Bereich einen regelrechten Hype im Forschungsbereich", meint Heinrich. Die Strahlung im Fenster von 0,1 bis zehn Terahertz kann beispielsweise Kleidung und Verpackungen durchdringen und wird daher beispielsweise von einer Sicherheitskamera der britischen Firma ThruVision genutzt. "Die Sicherheitstechnik treibt den Terahertz-Bereich", so Heinrich. Allerdings sei auch die Prüfung von nichtmetallischen Materialien auf unerwünschte Einschlüsse und andere innere Mängel ein denkbarer Einsatzbereich. "Neue Anwendungen tun sich oft erst auf, wenn entsprechende Komponenten verfügbar sind", meint der Forscher weiters.
Den Fortschritt in der Terahertz-Technologie beschleunigen könnte der am FBH entwickelte Transfer-Substrat-Prozess zur Fertigung von Bauelementen für die Halbleiterelektronik. Er ermöglicht beidseitig strukturierte, kompakte Transistoren, die nicht mit einer Halbleiter-Waferplatte verbunden sind. "Damit können wir die Elemente von den negativen Auswirkungen des Wirtssubstrats befreien", erklärt Heinrich. Große Halbleiter-Wafer sind brüchig und behindern aufgrund ihrer elektrischen Eigenschaften die Arbeit mit hohen Frequenzen, so der Wissenschaftler. Während letzteres sich gerade im Terahertz-Bereich negativ auswirkt, eröffnet die Aussicht auf flexiblere Elemente auch Anwendungsgebiete in anderen Frequenzbereichen.
"Beispielsweise könnte man bei Flugzeugen Antennen direkt auf dem Rumpf aufbringen", meint Heinrich zu pressetext. Dadurch würden entsprechend leistungsfähige Kommunikationssysteme möglich, ohne die Aerodynamik des Flugzeugs durch abstehende Elemente negativ zu beeinflussen. "Bei Autos, wo abstehende Antennen aus optischen Gründen nicht unbedingt erwünscht sind, ließe sich ähnliches bewerkstelligen", meint der Wissenschaftler abschließend. (pte)