Eine Wissenschaftlergruppe der Yale-Universität hat eine Leuchtdiode (LED) aus dem Halbleiter Galliumarsenid hergestellt, die Infrarotlicht einer Wellenlänge von 1,5 Mikrometern aussendet. Derartiges Licht wird zur Übertragung von Daten in der Telekommunikation eingesetzt. Lichtquellen aus Galiumarsenid könnten daher in Zukunft in Glasfasernetze integriert werden. Über ihre Entwicklung berichten die Forscher im Fachmagazin Nature Materials (Online-Vorabveröffentlichung, doi 10.1038/nmat887).
Leuchtdioden oder Laser aus Galliumarsenid senden normalerweise Licht einer Wellenlänge von etwa 0,85 Mikrometern aus und werden etwa in herkömmlichen CD-Spielern eingesetzt. Obwohl derartige Lichtquellen einfach und kostengünstig hergestellt werden können, eignet sich Galliumarsenid nicht für Anwendungen in der Telekommunikation. Dies hat seinen Grund darin, dass herkömmliche Glasfasern Licht einer Wellenlänge unterhalb eines Mikrometers relativ stark streuen und somit hohe Verluste bei der Datenübertragung auftreten würden.
Janet Pan und ihren Kollegen ist es nun durch einen chemischen Trick gelungen, Galliumarsenid zur Aussendung von Licht einer Wellenlänge von 1,5 Mikrometern zu bewegen. Dazu mussten einige Fehlstellen in den ansonsten regelmäßigen Kristallaufbau des Halbleiters eingebaut werden, so dass einzelne Arsen-Atome auf Gitterplätzen, die normalerweise von Gallium besetzt sind, landeten. Dadurch konnte eine Diode aus diesem Halbleiter zur Aussendung von Licht mit einer größeren Wellenlänge angeregt werden.
Da Glasfasern Licht einer Wellenlänge von 1,5 Mikrometern am besten leiten, könnten Lichtquellen aus Galliumarsenid schon bald zur Sendung von Daten in der Telekommunikation eingesetzt werden. Dieser Bereich wurde bisher von Lichtquellen aus dem Halbleiter Indiumphosphit dominiert, die zum einen nicht einfach zu handhaben und zum anderen relativ teuer sind. Bevor die neuen Leuchtdioden allerdings zur Anwendung kommen können, müssen zunächst noch einige Probleme wie etwa deren bisher sehr geringe Effizienz gelöst werden.
Stefan Maier
