Die Erzeugung elektrooptischer Aktivität in siliziumbasierten photonischen Strukturen war bislang nur mit aufwändigen und in der Regel nicht CMOS-kompatiblen Herstellungsprozessen möglich. In einem DFG-geförderten Projekt zur Lösung dieses Problems („Terahertz Silizium-Nanophotonik“, Förderkennzeichen NA762/2-1 & KU540/50-1) gelang Forschern des IHT und der AMO GmbH, Aachen, nun gemeinsam ein wichtiger Durchbruch, der in einer aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Nature Photonics als „Research Highlight“ gewürdigt wird [1]. Basierend auf einer chemischen Oberflächenbehandlung in einem HBr-Plasma (einem Standard-CMOS-Prozess) wurde eine überraschend drastische Erhöhung der elektrooptischen Aktivität von Siliziumwellenleitern für den sogenannten Telekomwellenlängenbereich (um 1550 nm) erreicht. Die gefertigten Strukturen wurden erfolgreich zur elektrooptischen Erzeugung von gepulsten Signalen im Terahertzfrequenzbereich eingesetzt [2]. Der verwendete Plasma-Prozess bietet wie keine andere bisher bekannte Methode eine einfache und effiziente Möglichkeit Siliziumphotonik-Chips je nach Bedarf lokal mit elektrooptisch-aktiven Bereichen auszustatten.

[1] Plasma-enhanced nonlinearity, Nature Photonics 5, 3 (2011).
[2] M. Wächter, C. Matheisen, M. Waldow, T. Wahlbrink, J. Bolten, M. Nagel, and H. Kurz, Appl. Phys. Lett. 97, 161107 (2010).