Nanolithographie-System

• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 556312671

Beantragt wird ein leistungsfähiges Nanolithographie-System (auch „Multi-Photonen-Lithographie“) zur additiven Fertigung (auch „two-photon polymerization“) von Mikro- und Nanooptiken. Das Nanolithographie-System soll zusammen mit einer parallel beantragten Femtosekundenlaser-Workstation, welche zur Mikro- und Nanostrukturierung optischer Elemente dient, in einem geeigneten Reinraum an der Technischen Hochschule Nürnberg betrieben werden. Schwerpunkt der damit geplanten Forschungsarbeiten ist die additive Fertigung optischer Komponenten und photonischer Kopplungs-Elemente für Subsysteme von Quantencomputern, -sensoren und -kommunikationssystemen. Ziel dieser Forschung ist die Miniaturisierung solcher Quantentechnologien durch Integration mikrooptischer Elemente sowie die Entwicklung skalierbarer und automatisierbarer Herstellungsprozesse. Im Rahmen des Programms zur Stärkung der interdisziplinären Lehr- und Forschungskapazitäten auf dem Gebiet der Quantenwissenschaften und Quantentechnologien wurde an der TH Nürnberg eine neue Forschungsprofessur eingerichtet, die Prof. Andreas Stute als einer der Hauptnutzer der beantragten Geräte innehat. Weitere Hauptnutzer der beantragten Geräte sowie Forschende im Projekt „Optische Quantentechnologien“ sind Prof. Bernd Braun und Prof. Rainer Engelbrecht mit Ihren jeweiligen Arbeitsgruppen und Instituten. Die beantragten Geräte stehen auch weiteren Forschern an der TH Nürnberg zur Verfügung. Schwerpunkt der Forschungsarbeiten von Prof. Andreas Stute ist die Entwicklung additiv gefertigter Mikrooptiken für effizientes Ansteuern und Auslesen verschiedener Quantensysteme von Spin-Qubits in Kristallen und Halbleitern (Diamant, Siliziumcarbid und III-V Halbleiter) bis hin zu einzelnen Atomen in Ionenfallen-Quantenprozessoren. Die Arbeitsgruppe von Prof. Bernd Braun widmet sich dem Schreiben von Lichtwellenleitern, photonischer Kristalle sowie diffraktiver optischer Elemente für die Laserstrahlformung. Das Institut von Prof. Rainer Engelbrecht entwickelt Mikrolinsen für Faser-ein/auskopplung, Waveguides und Spot-size converter für photonisch-integrierte Schaltungen und mikrostrukturierte optische Sensoren. Durch das hier beantragte Nanolithographie-System werden die Forschungsaktivitäten an der TH Nürnberg nachhaltig gestärkt und Kooperationen über Fakultätsgrenzen hinweg gefördert. Durch zukünftige Forschungsprojekte mit akademischen und Industrie-Partnern werden grundlegende Erkenntnisse unterstützt sowie technologische Innovationen vorangebracht.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Nanolithographie-System
• Gerätegruppe: 0910 Geräte für Ionenimplantation und Halbleiterdotierung
• Antragstellende Institution: Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm
• Leiter: Professor Dr. Andreas Stute