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FP6

NEWTON — Ergebnis in Kürze

Project ID: 17160
Gefördert unter: FP6-NMP
Land: Deutschland

Fortschritte in der Nanophotonik

Ein EU-finanziertes Projekt lieferte neue Werkstoff- und Prozesstechnologien, die der Vermarktung des Potenzials photonischer Kristalle auf die Sprünge helfen werden. Experimentelle Resultate konnten eindrucksvoll die Realisierbarkeit der Entwicklung dreidimensionaler photonischer Kristalle als Bauelemente für die industrielle Produktion demonstrieren.
Fortschritte in der Nanophotonik
Photonische Kristalle und photonische Bandlücken (photonic band gap, PBG) sind Bestandteile einer neuen Klasse optischer Bauelemente zur Verarbeitung von Licht und zur Kontrolle der Richtung bestimmter Wellenlängen. In der Entwicklung praxistauglicher dreidimensionaler photonischer Kristalle mit definierten Störstellen liegt das Potenzial verborgen, Anwendungen auf vielen Gebieten voranzubringen, in denen Funktionsweise und Mechanismen der konventionellen Optik den weiteren Fortschritt hemmen. Bei Bauelementen mit photonischen Bandlücken (PBG) basiert die Wechselwirkung des Lichts auf "optischen Bandlücken" in Kristallen, anstelle von elektronischen Bandlücken in Halbleitermaterialien ausgerichtet zu werden. Der Übergang zu photonischen Bandlücken ermöglicht bei optischen Systemen neue Anwendungen der Ausnutzung von Licht, wobei bereits existierende optische Funktionen einige Nummern kleiner - und das bei höherer Integrationsdichte - realisiert werden können.

Das Newton-Projekt ("Enabling technologies for 3D nano photonics: New materials and process technology for real 3D integrated optical circuits, photonic band gap devices and photonic crystals") erreichte die meisten seiner Ziele und kann mit etlichen neuen Technologien aufwarten. Diese können nun im Bereich der 3D-PBG-Photonik und Beleuchtung zum Einsatz kommen: Dort eröffneten sich große Chancen für die Anwendung auf den Gebieten Unterhaltungselektronik, Sensoren, Bildgebung im Sub-Wellenlängenbereich, Textilien und Lebensmittel.

Die Newton-Forscher konnten insbesondere eine Technologie zur Herstellung präzise kontrollierter Polystyrolkügelchen erbringen, deren Selbstorganisationsprozess gleichermaßen erfolgreich entwickelt werden konnte. Letztgenannter Erfolg hat große Bedeutung für die Herstellung großflächiger Opaltemplates. Auch ein Verfahren zum Einschreiben von 3D-Defekten in diese Templates mittels Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP) konnte entwickelt werden. Die Teammitglieder erstellten außerdem Software zur Simulation von 3D-PBG-Bauteilen, die auf Basis einer Multiplattform entwickelt wurden. Das verspricht viel bessere Rechenzeiten und eine fortgeschrittene grafische Benutzeroberfläche.

Die Projektergebnisse konnten die Machbarkeit der Entwicklung von 3D-PBG-Komponenten sowie photonischen Bauelementen wirkungsvoll demonstrieren. Die Newton-Partner bewiesen überdies, dass die Kombination von 3D-PhC-Templates und dem Einschreiben von 3D-Störstellen eine umsetzbare Technologie für die zukünftige industrielle Produktion darstellt.

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