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Eröffnung des Zentrums für Nanophotonik an der TU Berlin

Universität verstärkt Führungsrolle auf dem Gebiet der Halbleiter-Nanotechnologien / Investition von 5,4 Millionen Euro / Gesamtziel des Projektes

Mit der Eröffnung des Zentrums für Nanophotonik am Institut für Festkörperphysik der TU Berlin ist an der Universität die zentrale Infrastruktur neu aufgebaut bzw. wesentlich erweitert worden, die die Entwicklung und Prozessierung neuartiger komplexester optoelektronischer Bauelemente, basierend auf Nanostrukturen, ermöglicht. Optoelektronische Bauelemente sind von strategischer Bedeutung für heutige und zukünftige Informations-, Kommunikations- und Display-Systeme mit besonders hoher Wertschöpfung. 

Das Projekt wurde insgesamt mit 5,4 Millionen Euro gefördert: 

Übrigens: Ein Nanometer ist der millionste Teil eines Millimeters, und Nano ist das griechische Wort für Zwerg.

Bedeutung für Forschung und Entwicklung an der TU Berlin

Die TU Berlin nimmt eine weltweit führende Stellung bei der Entwicklung neuartiger Halbleitertechnologien ein. Unter Nutzung von Selbstorganisationseffekten wurden hier für eine Vielzahl unterschiedlicher Materialsysteme von Verbindungshalbleitern Methoden entwickelt, um massiv parallel hohe Dichten von bis zu 1011 einzelnen Nanostrukturen (Quantenpunkte genannt) pro Quadratzentimetern und Sekunde abzuscheiden. Damit wurden weltweit führend Fertigungstechnologien für derartige neue Materialien erforscht, welche Eingang in industrielle Produktionen neuartiger optoelektronischer Bauelemente finden können. Seit 1993 arbeitet die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Dieter Bimberg, Leiter des Instituts für Festkörperphysik der TU Berlin, an solchen Methoden zur Selbstorganisation an Halbleiteroberflächen. Im Ergebnis entstand der weltweit erste Quantenpunktlaser, den die TU-Wissenschaftler 1994, exakt vor zehn Jahren, gemeinsam mit dem Ioffe-Institut in St. Petersburg des russischen Physik-Nobelpreisträgers Prof. Dr. Zhores I. Alferov demonstrieren konnten. 

Durch das Nanophotonikzentrum wurde nun die Infrastruktur geschaffen, um basierend auf nanoepitaxischen Materialien sämtliche notwendigen fortgeschrittenen Technologien zur Strukturierung u. a. von 

vollständig zu entwickeln und gegebenenfalls Pilotlinien für derartige Bauelemente herzustellen. 

Auf beiden Gebieten hat die TU Berlin die Chance, die nationale Entwicklungsführerschaft zu übernehmen. Bisher fand die Forschung und Entwicklung an derartigen neuartigen optoelektronischen Bauelementen fast ausschließlich in Süddeutschland statt. Prof. Dr. Dieter Bimberg: "Der in den letzten zehn Jahren international am häufigsten zitierte Beitrag in der für diese Gebiete wichtigsten Zeitschrift ‚Electronic Letters‘ stammt aus dem Institut für Festkörperphysik. Der damalige Doktorand Nils Kirstaedter, der im Rahmen dieses Beitrages den weltweit ersten Quatenpunktlaser präsentierte, erhielt hierfür 1994 den Carl-Ramsauer-Preis." 

Da nach übereinstimmenden Prognosen fast aller großen in diesem Bereich arbeitenden Firmen der Welt die oberflächenemittierenden Laser mit den heute verbreiteten kantenemittierenden Lasern im nächsten Jahrzehnt in starke Konkurrenz treten werden, wird die TU Berlin die Chance haben, mit dem Aufbau von Strukturierungstechnologien oberflächenemittierender Nano-Laser eine führende Rolle in der Welt einzunehmen. Für die TU Berlin wird insgesamt eine Verdoppelung des momentanen Drittmittelbestandes am Institut für Festkörperphysik auf mehr als 7 Millionen Euro erwartet.

Innovative universitäre Ausbildungsgänge

Das Institut für Festkörperphysik der TU Berlin ist zurzeit die größte halbleitertechnologische Ausbildungsstätte Deutschlands mit ungefähr 150 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern (Studierenden, Doktoranden, Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftlern, Ingenieurinnen und Ingenieuren etc.). Mit der Einrichtung des Zentrums für Nanophotonik hat sich die TU Berlin nicht nur der veränderten Bedarfsstruktur anwendungsorientierter Ausbildung angepasst, sie reagiert damit auch auf die extrem hohe Nachfrage seitens der Industrie (zum Beispiel der Bereich Fiber Optics von Infineon in Berlin oder kleine und mittlere Berliner Firmen) an qualifiziertem Personal in den Bereichen der halbleiterbasierten Technologien und Bauelemente. Die Absolventen werden Träger von Innovationen sein und damit zu einer verbesserten Wertschöpfung regionaler Unternehmen der Informations- und Kommunikationsindustrie sowie der Optoelektronik-Industrie beitragen. Mit der Schaffung innovativer universitärer Ausbildungsgänge für die Informations- und Kommunikationsindustrie wird sie eine der wenigen Ausbildungsstätten dieser Art in Deutschland sein. 

Zentrum nationaler und europäischer Forschungsverbünde

Der TU Berlin eröffnet sich damit die Chance, sowohl im Bereich der Nano-Materialwissenschaften, wie auch im Bereich der optoelektronischen Bauelemente ein führendes Zentrum beim Aufbau nationaler und europäischer Forschungsverbünde und Netzwerke zu sein, die u.a. die Gebiete Nanomaterialien, Optoelektronik sowie Informations-, Kommunikations- und Displaysysteme verbinden. 

Bereits jetzt ist das Institut für Festkörperphysik der TU Berlin Träger und Koordinator des nationalen Kompetenzzentrums Nano-Optoelektronik, in dem 40 Hochschulen, Institute, Firmen, Banken und andere Gesellschaften kooperativ zur Entwicklung derartiger Technologien zusammenarbeiten. Es ist u. a. Träger einer größeren Zahl von Forschungs- und Entwicklungsprojekten der Deutschen Forschungsgemeinschaft, des Bundesministeriums für Bildung und Forschung und der EU auf den Gebieten nanotechnologischer Materialien und Bauelemente (Nanomat, Dotcom). Dazu gehört das europäische Exzellenznetzwerk SANDIE, das in den nächsten Wochen starten wird. Es ist das einzige Projekt auf dem Gebiet der Halbleitertechnologie, das im 6. Rahmenprogramm der EU bewilligt wurde. Das Institut für Festkörperphysik nimmt zudem für die TU Berlin die Sprecherfunktion eines regionalen Sonderforschungsbereichs der Deutschen Forschungsgemeinschaft war, der sich mit theoretischen und experimentellen Grundlagenaspekten des Wachstums von Nanostrukturen und deren physikalischen Eigenschaften befasst. 

Inkubator für Firmenausgründungen 

Die TU Berlin wird in Zukunft verstärkt die Rolle eines Inkubators für Firmenausgründungen auf dem Gebiet der optoelektronischen Bauelemente und damit verknüpfter Technologien und Messtechniken übernehmen können. Bereits jetzt haben die Ausbildungs-, Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des Instituts zu einer ganzen Zahl von Ausgründungen beigetragen, welche teilweise sehr erfolgreich sind und/oder Gründerwettbewerbe von Berlin-Brandenburg gewannen (LayTec, Actryon Technologies, Lumics, u2t, NSC-Nanosemiconductor GmbH). 

Im Rahmen eines Zweischicht-Betriebes in den Reinräumen können die neuen Kapazitäten künftigen oder schon bestehenden Firmen zur Verfügung gestellt werden. Damit wird ihnen der Start wesentlich erleichtert und die Zeit bis zur Erzielung wirtschaftlicher Erfolge dramatisch verkürzt. Aber nicht nur die Bedingungen für Ausgründungen von Firmen werden verbessert, jene zur Ansiedlung werden überhaupt erst gegeben, da ihnen hier hochqualifizierte und spezialisierte Arbeitskräfte zur Verfügung stehen. Ebenso wichtig in der Praxis wird sein, dass damit auch die Finanzierung von Einrichtungen und Personal der TU Berlin auf Dauer auf eine zusätzliche, von öffentlichen Haushalten unabhängige, Basis gestellt wird.

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