„LabOne“ steht auf einem unscheinbaren grauen Metallwürfel mit nur acht Zentimetern Kantenlänge. Im Gehäuse des Prototyps befindet sich Hochtechnologie, die neue Marktstandards setzen soll: ein Mikrochip, auf dem vier sogenannte „Single-Photon Avalanche Diodes“ (SPADs) zusammengeschaltet sind. Mit dem hochempfindlichen Lichtsensor lassen sich einzelne Photonen, die kleinsten Lichtteilchen, und der präzise Zeitpunkt ihres Eintreffens messen. Photodetektoren aus Silizium sind heute in vielen Bereichen im Einsatz, unter anderem in 3D-Kameras von modernen Fahrassistenzsystemen. Das Besondere an der Neuentwicklung, die mit der Standard-Halbleiterfertigung voll kompatibel ist, ist die Verwendung geringer Mengen Germanium. Dieses Material absorbiert Licht im Infrarotbereich, was unter anderem beim autonomen Fahren große Vorteile bietet: Mit Germanium-basierten Photodetektoren werden Hindernisse auch auf größere Distanzen und bei schlechten Sichtverhältnissen schneller und genauer erkannt – ein enormer Gewinn an Sicherheit.
Germanium-basierte Photodetektoren kompakter und einfacher herstellbar
Warum sind solche Detektoren nicht schon flächendeckend im Einsatz? Ein Blick in ein Labor des Instituts für Halbleitertechnik (IHT) an der Universität Stuttgart gibt die Antwort: Dort steht ein Kühlaggregat von der Größe einer Minibar, in das der Prototyp schätzungsweise dreißigmal hineinpassen würde. Typische Detektoren für einzelne Photonen müssen auf fast -270 Grad Celsius gekühlt werden, um Verfälschungen der Signale zu verhindern. Der neuartige Germanium-auf-Silizium-Photodetektor erreicht schon bei -10 bis -20 Grad dasselbe Qualitätsniveau. Damit hat er nicht nur ein weit besseres Kosten-Nutzen-Verhältnis, sondern bietet wegen seiner geringen Größe auch eine große Vielfalt an Anwendungsmöglichkeiten.
Doch was treibt einen jungen Ingenieur an, aus seiner Forschung ein Unternehmen zu gründen? Wie bündelt ein Team aus verschiedensten Fachrichtungen seine Kräfte und welche Branchen wollen die Gründer als Nächstes erobern? Lest im vollständigen Artikel alles über die Menschen, die Technologie und die Strategie hinter Germanium Quantum Detectors:
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Text: Universität Stuttgart
