Mathematik trifft Halbleitertechnologie

Aufbau einer kantenemittierenden UV-C-Laserdiode
Foto: TU Berlin / Kremzo (3D-Schema), FBH / schurian.com

Entwicklung neuer und kompakter UV-C-Laser für Medizin und Biotechnologie

Die Leibniz-Gemeinschaft fördert das Verbundprojekt „UV-Laser – Von der Modellierung und Simulation zur Technologie (UVSimTech)“ über drei Jahre mit knapp 1 Mio. € im Rahmen des Leibniz-Wettbewerbes.

Laser im hochfrequenten UV-Bereich („UV-C“) verfügen über ein breites Anwendungspotential bspw. in der medizinischen Diagnostik oder der Krebsforschung. Aktuelle UV-C-Laser-Systeme sind jedoch sehr voluminös, kurzlebig und erfordern einen hohen Wartungsaufwand. Ein neuartiges Konzept für die Entwicklung robuster UV-C Laserdioden in kompakter Bauart soll nun einen Paradigmenwechsel bewirken. Davon profitieren wichtige Gebiete der Lebenswissenschaften und Medizin, wie hochauflösende Mikroskopie oder schnelle optische Analyse.

Durch die Kombination aus mathematischer Modellierung, Simulation und Experimenten werden Probleme solcher UV-C Laserdioden identifiziert und ihre technologische Reife vorangetrieben. Ziel ist die Entwicklung einer elektrisch gepumpten Halbleiterlaserdiode auf Basis von Aluminiumgalliumnitrid (AlGaN) für kohärente Emission im UV-C-Spektralbereich.

Das UVSimTech-Konsortium verbindet die multidisziplinäre Expertise des Berliner Weierstraß-Instituts (WIAS) zur mathematischen Modellierung und Simulation komplexer Halbleiterlaser sowie des Instituts für Elektromagnetische Felder der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) mit materialwissenschaftlichem Know How. Dieses kommt vom Berliner Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ) und vom Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH, ebenfalls in Berlin) sowie den Expertinnen und Experten für UV-Photonik der TU Berlin. Die Gutachter würdigten, neben der Bedeutung der Projektziele, insbesondere die hervorragende Zusammensetzung des Konsortiums sowie die wissenschaftliche Stärke der beteiligten Partner in ihren jeweiligen Gebieten. Projektkoordinator Dr. Thomas Koprucki (WIAS) unterstreicht: „Mit UVSimTec wollen wir ein kollaboratives interdisziplinäres Netzwerk schaffen, um durch Bündelung der komplementären Expertise die Herausforderungen von UV-C Laserdioden zu meistern.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Thomas Koprucki
Weierstraß-Institut für Angewandte Anlysis und Stochastik, Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin e.V.
Tel.: 030 20372-508
E-Mail: koprucki@wias-berlin.de

http://www.wias-berlin.de/

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