eine europäische Forschungsstrategie auf diesem Technikgebiet
beteiligt. Die Forschungsschwerpunkte im Bereich Mikroelektro-
nikschaltungen sind von Kontinent zu Kontinent unterschiedlich.
Europa, so auch die TU Ilmenau, strebt mit solchen Schaltungen
an, hochempfindliche Sensoren für Messgeräte allerhöchster
Präzision zu entwickeln. Demgegenüber steht in den USA und
Japan im Mittelpunkt des Interesses, Mikroprozessoren für Com-
puter zu entwickeln, deren elektronische Schaltkreise zehn Mal
schneller sind und gleichzeitig nur ein Hundertstel der elektri-
schen Energie verbrauchen wie herkömmliche. Die Lösung für die
energieeffizienten mikroelektronischen Schaltungen wurde am
Fachgebiet Theoretische Elektrotechnik der TU Ilmenau entwi-
ckelt. Die Herstellung der Schaltung erfolgte am Institut für Pho-
tonische Technologien (IPHT) in Jena und der Detektor für die Pho-
tonen ist ein Forschungsergebnis des Karlsruher Instituts für
Technologie (KIT). Zusammen mit dem IPHT Jena verfügt das
Bundesland Thüringen somit über ein
bedeutendes Zentrum für die Anwen-
dung supraleitender Mikroelektronik-
und Sensorikschaltungen.
Die neue wissenschaftliche Methode ermöglicht eine neue Gene-
ration hochempfindlicher Spezialkameras oder Messsysteme, etwa
für astronomische Teleskope. Die weltstandsbestimmenden For-
schungsergebnisse wurden Mitte 2011 im renommierten Fachjour-
nal Optics Express veröffentlicht und auf dem 7. Internationalen
Workshop zur Entwicklung energieeffizienter Mikroelektronik-
schaltungen mit supraleitenden Materialien im September 2011
präsentiert. Kernstück der neuen Spezialkameras ist ein Detektor
für einzelne Lichtteilchen, an dem eine mikroelektronische
Schaltung angekoppelt ist. Mit der neuartigen Methode gelang es
den Ilmenauer Wissenschaftlern weltweit zum ersten Mal,
Photonendetektoren direkt auszulesen – eine notwendige Grund-
lage, um in der Zukunft Kameras zu entwickeln, die schwache
Signale verarbeiten können. Bei der Erforschung energieeffizienter
mikroelektronischer Schaltungen nutzen die Ilmenauer Wissen-
schaftler Quanteneffekte in supraleitenden Materialien. Mit dieser
Methode wird bei der Ausführung von Operationen auf dem Chip
sehr viel weniger elektrische Leistung in Wärme umgesetzt als bei
derzeit üblichen Schaltungen. Daher können mit den neuartigen
Mikroelektronikschaltungen hochempfindliche Sensorsysteme
realisiert und in der Industrie beispielsweise in Präzisionsmess-
geräten eingesetzt werden. Forscher der Ilmenauer Universität
waren auch maßgeblich an der Entwicklung einer Konzeption für
Forschung im Ilm-Kreis
44
Forscher der Technischen Universität Ilmenau haben eine mikroelektronische Schaltung entwickelt, mit der
selbst extrem schwache Signale einzelner Lichtteilchen, so genannter Photone, noch ausgewertet werden
können.
Weltweit einzigartige Ausblicke
Foto: TU Ilmenau/ari