Fraunhofer IMS zkoumá nové materiály pro fotonické kvantové technologie

© ryanking999/Adobe Stock

Fraunhoferův institut pro mikroelektronické obvody a systémy (IMS) ve spolupráci s Leibnizovým institutem pro pevnolátkové a materiálové výzkumy Dresden e.V. (IFW) zahajuje výzkumný projekt NANO-INC. Cílem projektu je vyvíjet vysoce moderní materiály pro fotonické obvody, které by měly v budoucnu sloužit jako základ pro kvantové technologie v Evropě. Kvantové technologie jsou považovány za klíč k budoucnosti komunikace, bezpečnosti a výpočetního výkonu.

Inovativní materiálové procesy pro NANO-INC v rámci Fraunhofer IMS

Fraunhofer IMS přináší své odborné znalosti v oblasti mikroelektroniky a provozu v čistých prostorách do projektu a zajišťuje jak koordinaci projektu, tak vývoj fotonických obvodů.

Na IFW Dresden se nejprve vyvíjejí chemické prekurzory, na jejichž základě se v depozičních procesech cíleně nanášejí tenké vrstvy materiálu. Procesy pro vývoj těchto inovativních materiálů jsou poté ve Fraunhofer IMS škálovány, aby bylo možné vytvořit přenositelnou kvantovou fotonickou platformu na bázi CMOS. Díky kompatibilitě s CMOS lze fotonické součástky bez problémů integrovat do stávajících elektronických systémů. To usnadňuje jejich průmyslové využití.

Proč posilovat evropské kvantové technologie

Fotonové kvantové technologie jsou klíčové pro technologickou suverenitu Evropy. Proto je vysoká poptávka po výkonných materiálech. Projekt NANO-INC se zaměřuje právě na to: „Soustředíme se na výzkum nových nelineárních materiálů, které mají překonat dosavadní řešení v oblasti funkčnosti a škálovatelnosti,“ vysvětluje prof. Anna Lena Schall-Giesecke, koordinátorka projektu za Fraunhofer IMS. Takové fotonické obvody by mohly například pomoci bezpečně přenášet zašifrovaná data nebo vytvářet ultrarychlé senzory – a tím vytvořit technologickou základnu pro budoucí inovace.

Výhledy do budoucnosti a konkurenční výhoda pro Německo

S podporou ve výši 1,8 milionu eur od Německého spolkového ministerstva pro vzdělávání a výzkum (BMBF) byl začátkem října zahájen projekt Nanolaminate pro inovativní nelineární nanofotonické obvody (NANO-INC)1, který potrvá do 30. září 2027. Inovace vyvinuté v rámci projektu NANO-INC vytvářejí základ pro vývoj vysoce citlivých senzorů. Tyto kvantové senzory by mohly být nejprve využívány k detekci podzemních vodních toků a diagnostice materiálů. Dlouhodobě je možné jejich využití i v medicíně a zemědělství. Tyto vývoje přinášejí nové tržní příležitosti a přispívají k vytvoření stabilního hodnotového řetězce pro kvantové technologie v Evropě. Díky vývoji technologií odpovídajících mezinárodním normám lze v Evropě otevřít nová aplikační pole.

1 Registrační číslo podpory: 13N17104, opatření podpory: Inovativní materiály a procesy pro kvantové systémy