Forscher des Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research (JNCASR) in Indien haben gezeigt, dass ein Siliziumchip Terahertz-Wellen mit sehr geringem Verlust durch gezielt erzeugte Barrieren leiten kann, während die Datenübertragung mit hoher Geschwindigkeit erhalten bleibt. Das Ergebnis, das Indiens Press Information Bureau (PIB) am 4. November 2026 veröffentlicht hat, wird als Schritt hin zu kompakten Terahertz-Schaltungen vorgestellt, die künftige 6G-Netze unterstützen könnten.
Netze der sechsten Generation sollen Terahertz-Frequenzen nutzen, die zwischen Mikrowellen und Infrarotlicht liegen und eine große Bandbreite bieten. Die Herausforderung besteht darin, diese Wellen durch kompakte Schaltungen zu führen: Biegungen, Verzweigungen und abrupte Änderungen in einem Wellenleiter können einen Teil des Signals streuen oder reflektieren und es auf dem Weg abschwächen.
Wie der Chip funktioniert
Das Team nutzte topologische Photonik. In einer Siliziumplatte erzeugten die Forscher einen photonischen Kristall, dessen Struktur das Wabengitter von Graphen nachahmt, mit dreieckigen Löchern in einem präzisen Muster. Die Barriere entstand, indem die Größe dieser Löcher über einen kurzen Abschnitt des Wellenleiters verändert wurde. Laut Mitteilung fügte eine einzelne Barriere nur etwa 1 % bis 2 % Verlust hinzu, zwei aufeinanderfolgende Barrieren etwa 2 % bis 3 % – deutlich weniger als bei einem herkömmlichen, nicht-topologischen Wellenleiter.
Was die Tests gezeigt haben
Drei Bauelemente aus hochohmigem Silizium wurden getestet: eines mit zwei aufeinanderfolgenden Barrieren, eines in Omega-Form mit vier scharfen Biegungen und einer zentralen Barriere sowie ein Leistungsteiler mit einer Barriere in einem Zweig. Messungen zwischen 310 und 360 GHz stimmten eng mit Simulationen überein. Bei Hochgeschwindigkeitstests erreichte das Doppelbarrieren-Bauelement 48 Gbit/s, das Omega-Bauelement 60 Gbit/s und der Teiler 100 Gbit/s mit QAM-32-Modulation. Zur Veranschaulichung merkt die Mitteilung an, dass bei dieser Rate ein 5-Gigabyte-Film im Prinzip in weniger als einer halben Sekunde übertragen werden könnte.
Die Arbeit wurde von Professor Abhishek Kumar vom Meta Optics Laboratory (MetoLab) des JNCASR geleitet, mit Samina Mulla und Sangram Kumar Sadhu als gemeinsamen Erstautoren, und in der Fachzeitschrift Advanced Materials veröffentlicht. Als nächsten Schritt plant das Team, die Barrieren elektrisch, thermisch oder mechanisch zu verstellen, was es ermöglichen könnte, Signale bei Bedarf zwischen Pfaden umzuleiten. Es handelt sich also um eine Forschungsdemonstration, nicht um einen kommerziellen 6G-Chip.
Bildnachweis: Künstlerische Darstellung des photonischen Klein-Tunnel-Experiments auf einem Siliziumchip, veröffentlicht vom Press Information Bureau (PIB) Indiens / JNCASR.
Quellen: PIB-Mitteilung, wiedergegeben von Technology For You; Studie in Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.75322).
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