Wissenschaftlern am Karlsruhe Institute of Technology (KIT) haben es erstmals geschafft, optische Nanoantennen aus Gold gezielt und reproduzierbar anzufertigen. Diese winzigen Goldantennen sind der Schlüssel zu drahtloser Datenübertragung mittels Lichtwellen mit Frequenzen von mehreren 100.000 Gigahertz (GHz). Solche optische Verbindungen könnten in Zukunft Datenraten von einigen Terabit pro Sekunde ermöglichen. Das wäre nicht zuletzt für optische Computer interessant. "Der Trend geht dahin, Licht effektiv auch ohne Wellenleiter laufen zu lassen", meint Hans-Jürgen Eisler, Leiter der Arbeitsgruppe Nanoscale Science am Lichttechnischen Institut (LTI) des KIT. Der Einsatz für zukünftige Highspeed-Datenübetragungen ist aber nur eine von vielen denkbaren Anwendungen der Gold-Nanoantennen.

Lichtwellen des optischen Spektrums sind für Funkübertragungen geeignet, die entsprechend hochfrequent sind - gelbes Licht mit 600 Nanometern (nm) Wellenlänge etwa hat eine Frequenz von 500.000 GHz. Allerdings sind dazu winzige Antennen erforderlich, die kleiner sind als die halbe Lichtwellenlänge und deren Fertigung bislang ein großes Hindernis war. Die Forscher am KIT haben nun auf ein Elektronenstrahlverfahren gesetzt, um dieser Herausforderung beizukommen. Mittels der sogenannten Elektronenstrahllithographie können sie präzise Goldantennen fertigen, die zwischen 70 nm und 300 nm groß sind. Das Verfahren ist sehr gut reproduzierbar, wie die Forscher in der am 21. Oktober erscheinenden Ausgabe des Journals of Nanosiences and Nanotechnology berichten.

Da die hohe Frequenz der Lichtwellen die extrem schnelle Modulation des Signals erlaubt, eröffnen die Gold-Nanoantennen besonders hohe Datenraten. "Da geht es um Modulationen bis in den Terahertz-Bereich", sagt Eisler. Somit wäre also ein Vordringen zu Terabit-Übertragungsraten denkbar - im Bereich einer 10.000-fachen Beschleunigung gegenüber modernstem 802.11n-WLAN. Allerdings ortet Eisler Anwendungsmöglichkeiten zunächst vor allem im Chip-Bereich und für optische Computersysteme.