Nobelpreis für Chemie 2023
Als einer der wenigen Hersteller von Diodenlasern auf Basis von Quantenpunkten aus Halbleitern ist Innolume begeistert, dass der Nobelpreis für Chemie 2023 an Moungi Bawendi, Louis Brus und Alexei Ekimov für die Entdeckung und Entwicklung von Quantenpunkten verliehen wurde. Die ersten Quantenpunkte, die auf Halbleitermikrokristallen der Gruppe II-VI in einer Glasmatrix basierten, wurden 1981 von Alexei Ekimov und A. Onushchenko (JETP Lett.) am Ioffe-Institut und dem Wawilow-Institut für Optik in St. Petersburg vorgeschlagen und demonstriert.
Diese Halbleiter-Quantenpunkte wurden in eine isolierende Glasmatrix eingebracht, die den direkten Strompumpvorgang verhinderte. 1985 beobachtete L. Goldshtein die spontane Bildung dreidimensionaler Inseln während des epitaktischen Wachstums von InAs/GaAs-Supralatten (L. Goldshtein et al., Appl. Phys. Lett.). Anfang der 90er Jahre begannen viele Forschungseinrichtungen weltweit, aktiv daran zu arbeiten, ideale InGaAs-Quantenpunkte in GaAs-Matrizen zu entwickeln, um eine neue Klasse von Diodenlasern zu schaffen. Die Zusammenarbeit zwischen der Gruppe von Prof. Zhores Alferov (Nobelpreis für Physik 2000 für die Erfindung von Halbleiter-Heterostrukturen und die Demonstration des ersten Diodenlasers, der bei Raumtemperatur arbeitet) am Ioffe-Institut und der Gruppe von Prof. Dieter Bimberg (UNESCO-Medaille für Fortschritte in Nanotechnologien und Nanowissenschaften 2012) an der Technischen Universität Berlin führte 1993 zur Demonstration des ersten Quantenpunktlasers (Kirstaedter et al., Elect. Lett., 1994).
Kolloidale Quantenpunkte für Displays
InAs/GaAs-Quantenpunkte für Diodenlaser
Innolume wurde 2003 in Dortmund, Deutschland, als Ausgründung des Labors von Zhores Alferov gegründet und begann mit der Kommerzialisierung von photonischen Quantenpunktkomponenten wie Fabry-Perrot- und DFB-Lasern, Halbleiteroptischen Verstärkern, Arrays, Verstärkerchips sowie der intensiven Weiterentwicklung von Forschung. 2007 demonstrierte Innolume den ersten Halbleiter-Frequenzkamm-Laser mit stabiler Leistung und fehlerfreier Signalübertragung von 10 Gbit/s auf jeder der zehn Laserlinien (A. Gubenko et al., El. Lett.). Ein geeignetes Quantenpunkt-Verstärkermedium war der Schlüssel für eine stabile Mehrwellenlängen-Betriebsweise.
Heute bedient Innolume mehr als 100 Kunden weltweit und bietet Diodenlaser mit überlegener Leistung im Vergleich zu herkömmlichen Quantenmuldenlasern an. Zu den Vorteilen gehören der ungekühlte Betrieb bei 110 °C mit hoher Effizienz, hohe Leistung, geringe Rauschentwicklung, schmale Laserlinienspektren, reduzierte Empfindlichkeit gegenüber Rückreflexionen, stabile Mehrwellenlängen-Betriebsweise (Kämme) und eine deutlich verbesserte Zuverlässigkeit. In Kombination mit der bewährten, kostengünstigen Massenproduktion von GaAs-Geräten ermöglichen all diese Parameter den breiten Einsatz von photonischen Komponenten auf Basis von InAs/GaAs-Quantenpunkten in Cloud-Netzwerken, KI/ML-Clustern, LiDARs und anderen Märkten.
