Schalter der Zukunft
Ein optischer Schalter ermöglicht, dass Signale selektiv von einem Kreislauf oder einer Faser zu einem/einer anderen wechseln können. Ein photonischer Schalter kann zwar auch Licht lenken, macht dies in einer bestimmten Faser jedoch, indem er nicht lineare Materialeigenschaften ausnutzt. Nanophotonische Strukturen können in den Bereichen Telekommunikation, Berechnung, Bild- und Werkstofftechnik angewendet werden. Das Projekt "Single particle nanophotonic switching - bridging electron microscopy and photonics" (SPANS, Nanophotonische Schaltung mit einem einzelnen Partikel – Überbrückung von Elektronenmikroskopie und Photonik) wurde geschaffen, um die Prozesse zu untersuchen, die während einer optischen Schaltung ablaufen, die auf einem Einzelpartikelphasenübergang basieren, der durch Licht- und Elektronenstrahlanregung ausgelöst werden. Das EU-finanzierte Projekt wollte die Wirtschaftlichkeit des Einsatzes dieses Prinzips bei der Konstruktion neuer nanophotonischer Schalter bestimmten. Das Ziel der SPANS-Projektpartner war es, ein neues optisches Datenverarbeitungskonzept für eine großräumige Fertigung in neuen photonischen Schaltkreisen zu liefern. Zudem bemühte man sich, neue Techniken für die Untersuchung von nanophotonischen Strukturen auf der Stärke von kombinierten Nanophotonen- und Elektronenmikroskopie zu entwickeln. Dank der Studienergebnisse konnte das Team neue Konzepte für optische Nanopartikel-Schalter/-Speicher sowie die Verwendung von Elektron-induzierten Strahlungsemissionen (EIRE, electron-induced radiation emission) für optische Schaltmessungen vorstellen. Die Konstruktion von neuen Geräten umfasste neue Detektoren und Scanner, die unabhängig oder zeitgleich EIRE, Elektronenenergieverlustspektroskopie (EELS, electron energy loss spectroscopy) und Elektronenenergiegewinnspektroskopie (EEGS, electron energy gain spectroscopy) aufnehmen können. Die Erfolge von SPANS führten zu bahnbrechenden Arbeiten in Bezug auf die Zuordnung von EIRE und EELS sowie der Entwicklung von Simulationswerkzeugen für EIRE-, EELS- und EEGS-Modelle. Bei der Entwicklung des entsprechenden Versuchsaufbaus bot SPANS auch theoretische Konzeptnachweise für EEGS.
