Neues Leitermaterial (Foto: IBM).
Zürich – Wissenschaftler von Dow Corning und IBM Research – Zürich gelang ein wichtiger Durchbruch in der Herstellung neuer optischer Wellenleiter: Sie entwickelten einen neuartigen Polymertyp aus Hochleistungs-Silikon für die Fabrikation von optischen Wellenleitern auf Leiterplatten, um so Licht anstatt elektrischer Signale innerhalb von Supercomputern und Datencentern zu übertragen.
Das Material ist einerseits stabil und gleichzeitig sehr flexibel und kann ohne Qualitätseinbussen unter extremen Temperaturen und Feuchtigkeit eingesetzt werden. Damit ist es ideal für den Einsatz im Bereich Big Data und für die Entwicklung von zukünftigen Exascale Computern.
Optische Signale ähnlich wie elektrische leiten
Nach neuesten Schätzungen liegt die jährliche Wachstumsrate von strukturierten und unstrukturierten Daten bei 60%. Wissenschaftler arbeiten daher an Technologieweiterentwicklungen, um den Energieverbrauch durch Datenübertragung innerhalb von Computern zu verringern. Die optische Interconnect-Technologie bietet hier sowohl bei der Bandbreite als auch der Energieeffizienz Vorteile im Vergleich zu etablierten elektrischen Leiterbahnen. „Polymere Wellenleiter bieten einen integrierten Weg, um optische Signale ähnlich wie elektrische zu leiten“, erklärt Dr. Bert Jan Offrein, Leiter der Photonics Research-Gruppe am IBM Forschungszentrum in Rüschlikon. „Bei der Entwicklung dieser Wellenleiter wurden keine Kompromisse eingegangen – sie sind sehr flexibel, resistent gegen hohe Temperaturen und haben sehr gute Hafteigenschaften.“
Die Wissenschaftler konnten aus dem neuen Material erstmals dünne Bahnen von optischen Wellenleitern, ähnlich wie Fasern, produziert. Diese können auf einen 1 mm kleinen Radius gebogen werden und sind stabil genug auch unter extremen Bedingungen zum Einsatz zu kommen. Die Polymere halten Feuchtigkeit von bis zu 85% und Temperaturen bis zu 85 °C aus. Damit bieten sie eine optimale Eigenschaftskombination für die Integration in die bereits bestehende elektrische Leiterplattentechnologie. Ausserdem können konventionelle Methoden zur Herstellung von Wellenleitern aus dem neuen Material genutzt werden. (IBM/mc/hfu)