10 Sep Auf dem Weg zu optischen Logik-Gattern
Die Entwicklung logischer Gatter, in denen die Signale mit Photonen statt mit Elektronen übertragen werden, ist ein lang gehegter Wunsch im Bereich der integrierten Schaltungen. Derzeit sind die zugrundeliegenden Schaltkreise ein komplexes, vernetztes System von logischen Gattern, die binäre Ein- und Ausgangssignale erzeugen. Gesteuerte Signalträger sind dabei die Elektronen.
Lesen, schreiben und löschen
Einer internationalen Kooperation zwischen Forschenden der Physik und Chemie der Universität Bayreuth sowie der Physikalischen Chemie der australischen Universität Melbourne ist es gelungen, diesem Wunsch einen Schritt näher zu kommen. Die Forschenden realisierten optisch schaltbare photonische Einheiten, die eine präzise Adressierung ermöglichen. Damit sollen sich nach Angaben der Partner binäre Informationen zuverlässig optisch speichern und auslesen lassen.
Das Team konnte nach eigenen Angaben auf einem Raster von mikrostrukturierten Polymerkugeln hunderte rein optische Lese-, Schreib- und Löschzyklen vornehmen, bei denen nacheinander die Buchstaben des Alphabets auf die gleiche Stelle einer mikrostrukturierten Anordnung geschrieben wurden.
Dr. Pankaj Dharpure (links) und Dr. Heyou Zhang sind am Projekt beteiligte Postdocs an der Universität Bayreuth. Im Hintergrund der experimentelle Aufbau. Bild: Universität Bayreuth
Photonen im Vorteil
Licht bietet mehr Möglichkeiten des Multiplexings als Elektronen, erklären die Forschenden. „Bei Licht kann man nicht nur die Signalstärke, also die Zahl der Photonen, sondern auch die Wellenlänge, also Farbe beziehungsweise Frequenz, oder die Polarisation zur Unterscheidung von Signalen ausnutzen“, so Professor Jürgen Köhler, vom Lehrstuhl für die Spektroskopie weicher Materie an der Universität Bayreuth. In sehr ferner Zukunft könnte das einmal die Grundlage für neue Photonic Logic Gates und Mikrochips sein.
Originalpublikation:
[H. Zhang, P. Dharpure, M. Philipp, P. Mulvaney, M. Thelakkat, J. Köhler, Purely Optical, Reversible, Read-Write-Erase Cycling Using Photoswitchable Beads in Micropatterned Arrays. Adv. Optical Mater. 2024, 2401029. https://doi.org/10.1002/adom.202401029]
Quelle und Bild: www.uni-bayreuth.de
