10.000-fache der heutigen Datenrate bei zugleich reduziertem Energieverbrauch wird möglich

Herstellung von Funkantennen im Nanomaßstab durch Elektronenstrahllithografie

[datensicherheit.de, 26.10.2009] 1887 entdeckte Heinrich Hertz an der damaligen „Technischen Hochschule Karlsruhe“, der Vorgängerin der Universität Karlsruhe, die elektromagnetischen Wellen. Die gezielte und gerichtete Erzeugung elektromagnetischer Strahlung ermöglicht es, Informationen von einem Standort A zu einem räumlich entfernten Standort B zu übertragen. Die Schlüsselposition bei diesem Transfer nimmt dabei eine Dipolantenne auf der Sendeseite wie auch auf der Empfangsseite ein. Diese Technik hat sich heute in vielen Bereichen des alltäglichen Lebens, beispielsweise beim Mobilfunk oder beim Satellitenempfang von Fernsehprogrammen, durchgesetzt:
Um nun mit den besonders hochfrequenten elektromagnetischen Lichtwellen im Frequenzbereich bei mehreren 100.000 Gigahertz funken zu können, benötigt man winzig kleine Antennen, die nicht größer sind als eine halbe Lichtwellenlänge, also maximal 350 Nanometer. Die kontrollierte Herstellung solcher optischer Funkantennen im Nanomaßstab war weltweit ein bisher sehr schwieriges Problem, weil optische Belichtungsverfahren so kleine Strukturen aus physikalischen Gründen nicht ohne weiteres erzeugen können. Um dennoch bei ihren Goldantennen, die kleiner sind als 100 Nanometer, die nötige Präzision zu erreichen, nutzten die Wissenschaftler der DFG-Heisenberg-Gruppe „Nanoscale Science“ am Lichttechnischen Institut des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) ein Elektronenstrahlverfahren, die so genannte Elektronenstrahllithografie. Die Ergebnisse wurden nun im Journal „Nanotechnology 20 (2009) 425203“ veröffentlicht.
Diese Nanoantennen können nun Daten mit extremer Datenrate übertragen, weil die hohe Frequenz der Wellen die extrem schnelle Modulation des Signals erlaubt. Für die Zukunft des drahtlosen Datenverkehrs bedeutet dies eine Beschleunigung auf das 10.000-fache der heutigen Datenrate bei zugleich reduziertem Energieverbrauch. Sie bilden somit eine wichtige Grundlage für neue optische Highspeed-Datennetze.

Weitere Informationen zum Thema:

Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 13.10.2009
Kleinste Nanoantennen für Highspeed-Datennetze / Schnellste Informationsübertragung – Anwendungen auch in Mikrobiologie, Photovoltaik und Sensorik

Nanotechnology, 25.09.2009
Nanoengineering and characterization of gold dipole nanoantennas with enhanced integrated scattering properties