NRW.Forschungsinfrastrukturen THzIZ

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Terahertz-Integrationszentrum

BMBF Rahmenprogramm Mikroelektronik ForLab SmartBeam

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Forschungslabor Mikroelektronik Duisburg-Essen für Hochfrequenz-Strahlformung

Im Forschungslabor Mikroelektronik (ForLab) SmartBeam werden elektronische und photonische Höchstfrequenz-Chips entwickelt. Neue Anwendungen in der Robotik und im autonomen Verkehr erfordern hochaufgelöste Radarsysteme mit der Fähigkeit zur Materialunterscheidung. Dies kann mit Trägerfrequenzen im THz-Frequenzbereich erreicht werden. Um THz-Strahlung mit ausreichender Intensität zu generieren, müssen einzelne THz-Emitter zusammengeschaltet werden. Diese "phased array" Konfigurationen ermöglichen die Ablenkung des Strahls in beliebige Richtungen, zum Scannen des Umfelds -- dies ist das Ziel von ForLab SmartBeam.

Das ForLab SmartBeam wird vom BMBF bis 2021 mit 4 M€ gefördert: eine neue Kristallzuchtanlage (metal-organic vapor phase deposition) für das Wachstum von Halbleiterstrukturen für THz-Transistoren, eine Anlage zur Atomlagenabscheidung (ALD) sowie THz-Messinstrumente werden in diesem Projekt neu beschafft. Neben BHE sind an ForLab die Fachgebiete OE und DSV beteiligt.

Joint Lab UDE / FBH InP Devices Joint Lab

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Entwicklung innovativer Materialien und Bauelemente für die Terahertz-Elektronik

Die UDE hat mit dem Ferdinand-Braun-Institut in Berlin das Joint Lab "InP Devices" gegründet. 
Das Joint Lab greift auf die komplementären Infrastrukturen des FBH und der UDE zu, um die grundlegende Material- und Bauelementforschung an der UDE – mit Schwerpunkt auf Indiumphosphid (InP) – mit der industrietauglichen Prozesstechnologie des FBH zu kombinieren. Mit InP-basierten monolithisch integrierten HF-Schaltkreisen (MMIC) lassen sich höchste Frequenzen im Terahertz (THz)-Band erreichen und somit neue Systemanwendungen kostengünstig realisieren. Gemeinsam erforschen die Partner innovative Halbleiterstrukturen und -bauelemente für THz-Anwendungen und entwickeln integrierte Komponenten für den Einsatz der elektronischen THz-Technologie. Die Applikationen liegen unter anderem in der zerstörungsfreien Materialprüfung, der hochauflösenden medizinischen Bildgebung sowie in Breitbandkommunikations-Systemen. 

DFG Sonderforschungsbereich/Transregio SFB/TRR 196 MARIE

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Mobile Material Transceiver

Das Fachgebiet BHE ist im SFB/TRR MARIE mit zwei Teilprojekten beteiligt: C02 und C11. In beiden Projekten geht es um die Erforschung effizienter elektronischer Terahertz-Quellen. Diese Quellen werden mit resonanten Tunneldioden (RTD) und Heterostruktur-Bipolartransistoren (HBT) mittels spezieller Halbleiter-Prozesse im Materialsystem Indiumphosphid realisiert. Oszillatoren können auch bei THz-Frequenzen noch effizient betrieben werden. Von besonderer Bedeutung ist die Kontrolle der abgestrahlten Frequenz und der Phasenlage der Oszillatoren, um diese in Feldern zusammenschalten zu können. Hierbei wird das Prinzip des "subharmonic injection locking" angewendet, d.h. die Oszillatoren werden an einen Kontroll-Oszillator mit 2x oder 3x niedriger Frequenz phasenstarr gekoppelt.