TU Wien entwickelt Licht-Transistor

Dass Licht in unterschiedliche Richtungen schwingen kann, erlebt man im 3D-Kino: Dort lässt jedes der Gläser nur Licht einer bestimmten Schwingungsrichtung durch. Die Polarisationsrichtung von Licht gezielt zu drehen ohne dass dabei ein großer Teil des Lichts verschluckt wird, ist allerdings schwierig. An der TU Wien gelang dieses Kunststück nun, und zwar mit einer technologisch ganz besonders wichtigen Art von Licht - der Terahertz-Strahlung. Das teilte die TU Wien am Dienstag in einer Presseaussendung mit.

Ein elektrisches Feld, angelegt an einer hauchdünnen Materialschicht, kann die Polarisation des Strahls beliebig drehen. So entsteht ein effizienter, miniaturisierbarer Transistor für Licht, den man für den Aufbau optischer Computer verwenden könnte. Gewisse Materialien haben die Eigenschaft, die Schwingungsrichtung von Licht zudrehen, wenn sie einem Magnetfeld ausgesetzt werden – man spricht vom Faraday-Effekt. Normalerweise ist dieser Effekt aber winzig klein.

Erste Experimente vor zwei Jahren
Schon vor zwei Jahren gelang es Andrei Pimenov und seinem Team vom Institut für Festkörperphysik der TU Wien gemeinsam mit einer Forschungsgruppe der Universität Würzburg, einen riesengroßen Faraday-Effekt zu erzielen, indem sie das Licht durchspezielle Quecksilber-Tellurid-Plättchen schickten und ein Magnetfeld anlegten. Allerdings konnte der Effekt damals nur über eine äußere magnetische Spule gesteuertwerden, womit große technologische Nachteile verbunden sind.

„Verwendet man einen Elektromagneten, um den Effekt zu steuern, benötigt man sehr starke Ströme", erklärt Pimenov. Nun gelang es, die Drehung von Terahertz-Strahlen ganz einfach durchein Anlegen einer elektrischer Spannung von weniger als einem Volt zu steuern. Dadurch wird das System viel einfacher und schneller.

Elektrischer Transistor
Schickt man Licht durch einen Polarisationsfilter, kann es je nach Polarisationsrichtung durchgelassen oder abgeblockt werden. Die Drehung des Lichtstrahls – und damit die angelegte elektrische Spannung – entscheidet also, obein Lichtsignal gesendet oder blockiert wird. „Das ist genau das Prinzip eines Transistors", erklärt Pimenov: „Das Anlegen einer äußeren Spannung entscheidet darüber, ob Strom fließt oder nicht – und in unserem Fall entscheidet die Spannung eben, ob das Licht ankommt oder nicht." Die neue Erfindung ist somit die optische Entsprechung eines elektrischen Transistors.