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Lichtsensoren

Millionen-Investment in Schwarzes Silizium

Schwarzes Silizium (engl: black silicon) ist ein Material, das durch seine enorme Lichtempfindlichkeit die technische Entwicklung auf dem Gebiet von Lichtsensoren revolutionieren könnte. Seine zukünftigen Einsatzgebiete werden bei Nachtsichtkameras, Bewegungssensoren, Überwachungskameras und medizinischer Bilderstellung verortet. Die Lizenz zur Herstellung von Schwarzem Silizium hält die Bostoner Firma SiOnyx, deren Kapital nun um 12,5 Millionen US-Dollar (8,7 Mio. Euro) durch die Projekt-Investoren Crosslink Capital und Vulcan Capital - einem Unternehmen des Microsoft-Mitbegründers Paul Allen - aufgestockt wurde. SiOnyx hält nun bei Gesamt-Investments von 35 Millionen Dollar (25,3 Mio. Euro). Ihr Produkt, sobald ausgereift, sollte einzig die Anleitung zum industriellen Herstellungsprozess von Schwarzem Silizium sein.

Oberflächen-Vergrößerung durch "Aufrauhen"

Doch was ist nun eigentlich dieses Schwarze Silizium? Vor etwa zehn Jahren fanden Studenten des Harvard-Physik-Professors Eric Mazur durch Zufall eine Methode, bei der Silizium in einen permanenten Zustand versetzt wird, in dem das Material Photonen (Lichtteilchen) besser aufnimmt und dabei Elektronen freisetzt. Silizium ist ein Halbleiter. Das Halbleiter-Prinzip wird beispielsweise bei Solarzellen eingesetzt, um aus Licht Strom zu erzeugen. Im Falle von Schwarzem Silizium wird das Ausgangsmaterial für den billiardsten Teil einer Sekunde, einer Femtosekunde, in einer Umgebung von Schwefelgas und anderen Gasen mit einem Laser beschossen.

Die vormals relativ glatte Oberfläche des Siliziums wird dadurch "aufgerauht", es entstehen winzig kleine Berge und Täler. Treffen nun Photonen auf dieses Material, werden sie von einer "Bergwand" zur anderen reflektiert. Die Chance, dass sie vom Material absorbiert werden, steigt um das 100- bis 500-fache gegenüber der glatten Oberfläche. Da einfallendes Licht fast absolut absorbiert wird, erscheint das Material schwarz: Schwarzes Silizium. Dessen Aufnahmespektrum ist enorm: Selbst infrarotes Licht fließt nicht einfach durch das Material durch - so wie bei normalem Silizium - sondern wird abgefangen.

Wachstum und Markteroberung

SiOnyx wurde im Jahr 2005 vom jetzigen CEO Stephen Saylor und dem Physiker James Carey (einem der Schüler von Prof. Mazur in Harvard) gegründet. 2006 erhielt man die Lizenz von Harvard, welches der Firma die bisherigen Erkenntnisse über die Herstellung von Schwarzem Silizium sicherte. 2007 erhielt die Firma bereits elf Millionen Dollar (7,95 Mio. Euro) durch die Investoren Harris & Harris, Polaris und RedShift Ventures. Mit dem nun aufgestellten Kapital soll der Mitarbeiterstab von derzeit 20 Personen innerhalb von 18 Monaten verdoppelt werden.

Die Konkurrenz auf dem Gebiet der Herstellung von lichtempfindlichem Material ist groß. Micron, OmiVision und Sony arbeiten an verschiedenen Ansätzen, unter anderem lichtempfindlichen Filmen oder anderen Halbleitern außer Silizium. SiOnyx-Chef Saylor zeigt sich jedoch zuversichtlich. Schwarzes Silizium werde die Funktion von Geräten fundamental verändern. Allerdings "haben wir kein massives Geräte-Design-Team. Wir bauen keinen unglaublich komplexen Codec oder die nächste Generation eines Prozessors. Wir benutzen bereits existente Technologie und verbessern sie mit unserem Prozess."

Partner in der Medizin

Kunden von SiOnyx sollen in Zukunft Geräte zur Herstellung von Schwarzem Silizium einfach in bereits bestehende Fertigungsketten einbauen können. Die Herstellung dieser Geräte sollen Partner-Unternehmen von SiOnyx übernehmen. SiOnyx liefert einzig das Rezept. CEO Saylor gab bereits bekannt, dass strategische Partnerschaften mit zwei Industrie-Führenden geschlossen wurden. Einer davon ist im Bereich medizinischer Bilderstellung tätig.

Im medizinischen Bereich könnte Schwarzes Silizium zur Konstruktion lichtempfindlicherer Detektoren eingesetzt werden. In der Computertomographie oder bei Röntgengeräten eingesetzt, könnten sie die Bestrahlungszeit für Patienten reduzieren und präzisere Ergebnisse liefern.

(David Kotrba)

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