La DFG financia la modernización sostenible de la instalación de investigación central de la TU Berlín

Sistema de plasma en la sala limpia del Centro de Nanofotónica de la TU Berlín.

Imagen de microscopía electrónica de los llamados circuitos cuánticos. Están compuestos por microláseres (de forma circular, naranja), guías de ondas con fuentes de luz integradas para partículas de luz individuales — los fotones — (azul) y elementos de derivación (morado). Estas complejas nanoestructuras se desarrollan en el marco de la iniciativa «Berlin Quantum» para futuros ordenadores cuánticos fotónicos y solo pueden fabricarse con un equipo moderno de deposición por plasma de alta precisión.

Una instalación de investigación central de la Universidad Técnica de Berlín se prepara para las próximas décadas: Con el apoyo de la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) y del Estado de Berlín, la instalación de plasma en la sala limpia del Centro de Nanofotónica será completamente renovada con un presupuesto total de aproximadamente 490.000 euros. El 50 por ciento de los fondos son financiados por la TU Berlín. La modernización prolonga la vida útil de la instalación existente y garantiza su capacidad de rendimiento para la investigación en fotónica y cuántica. También refleja un compromiso con el uso sostenible de la infraestructura de investigación, que la TU Berlín persigue en el marco de sus directrices ambientales. En el futuro, la instalación formará parte del nuevo Centro de Investigación en Fotónica Integrada (CIPHOR) en el campus de Charlottenburg de la universidad.

La instalación a renovar combina un equipo para "grabado por plasma" y otro para "recubrimiento por plasma" en una sola unidad, y es uno de los dispositivos más importantes en la sala limpia del Centro de Nanofotónica. Es necesaria para estructurar materiales semiconductores con la máxima precisión y para aplicar capas funcionales de solo unos pocos nanómetros de grosor. Así, se crean, entre otros, fuentes de luz cuántica, nano y micro láseres, circuitos fotónicos, guías de onda altamente eficientes o modernos componentes LED.

Máxima precisión para la generación y conducción de partículas de luz (fotones)

Una fortaleza especial de la instalación radica en su precisión excepcional. Permite estructurar materiales semiconductores con paredes casi verticales a escala nanométrica. Estas estructuras de alta precisión evitan pérdidas ópticas y son un requisito fundamental para que los componentes fotónicos puedan dirigir la luz de manera específica o generar partículas de luz individuales de forma fiable. Al mismo tiempo, se pueden recubrir delicadamente materiales semiconductores sensibles con capas finas para aumentar su funcionalidad sin afectar sus propiedades ópticas. "Nuestra instalación permite procesos de fabricación con una precisión en el rango de unos pocos nanómetros. Actualmente, ya es de gran importancia para cinco grupos de trabajo en la TU Berlín y, en perspectiva, también podrá ser utilizada por una gran cantidad de socios, principalmente de la Alianza de Universidades de Berlín", dice el Prof. Dr. Stephan Reitzenstein, director del departamento de "Optoelectrónica y componentes cuánticos" de la TU Berlín y director del Centro de Nanofotónica.

Renovación de una instalación de 20 años que también preserva conocimientos adquiridos

Con la renovación, se actualizan los componentes centrales de la instalación adquirida en 2006, que ha superado su vida útil, a la última tecnología. En el marco de la modernización, se reemplazan los módulos de vacío, control, radiofrecuencia y regulación de temperatura, se actualiza la tecnología de generadores de plasma y se instalan nuevos componentes para el control de procesos y seguridad, por un total de aproximadamente 490.000 euros. La adquisición de una nueva instalación habría costado el doble o incluso el triple. Para Stephan Reitzenstein, la renovación no solo es imprescindible desde el punto de vista tecnológico, sino también un medio para mantener el conocimiento especializado importante en la TU Berlín: "No solo prolongamos la vida útil de una instalación tecnológicamente comprobada. Con ella, también permanece relevante el conocimiento especializado acumulado por nuestros empleados a lo largo de muchos años. Sobre todo en procesos de fabricación altamente complejos, la investigación de vanguardia no se basa únicamente en tecnología de punta, sino también en la experiencia en su manejo".

La instalación de plasma en la sala limpia será parte del nuevo edificio de investigación en física CIPHOR

Con la mudanza planificada al nuevo Centro de Investigación en Fotónica Integrada (CIPHOR) en la parte este del campus de Charlottenburg, la instalación modernizada seguirá siendo un componente importante de la infraestructura de investigación de la TU Berlín durante muchos años más. CIPHOR reunirá tecnologías clave para la cuántica fotónica integrada y creará condiciones óptimas para el desarrollo de nuevas aplicaciones, desde la comunicación cuántica segura, la sensores cuánticos y la metrología, hasta la medicina y la computación cuántica fotónica.