Mit Quanten-Lithographie zu kleineren Chipstrukturen
Yanhua Shih und seine Kollegen von der University of Maryland haben in einem Experiment gezeigt, dass mit Hilfe quantenmechanischer Phänomene die Auflösungsgrenze der optischen Lithographie bei der Chipherstellung überwunden werden kann.
Yanhua Shih und seine Kollegen von der University of Maryland haben in einem Experiment gezeigt, dass mit Hilfe quantenmechanischer Phänomene die Auflösungsgrenze der optischen Lithographie bei der Chipherstellung überwunden werden kann. Für ihr Experiment, das sie im September in der Fachzeitschrift Physical Review Letters beschrieben haben, verwendeten die Physiker so genannte verschränkte Photonen. Die Forscher schickten die verschränkten Photonen durch eine sehr kleine Öffnung und maßen das entstehende Beugungsmuster – die Streifen des Musters waren tatsächlich nur halb so breit, wie bei nicht verschränkten Photonen. Mit der so genannten Quanten-Lithographie könnten also sehr viel kleinere Strukturen als bisher realisiert werden.
Das Verhalten solcher Photonen war bereits im vergangenen Jahr theoretisch vorhergesagt worden; Shih und seine Kollegen werten ihr Experiment nun als "proof of principle", dass der Effekt auch in der Praxis ausgenutzt werden kann. (Preprint: quant-ph/0103035, Two-photon diffraction and quantum lithography, Milena D'Angelo, Maria V. Chekhova, Yanhua H. Shih)
Die verschränkten Photonen können beispielsweise durch so genannte parametrische Abwärtskonversion hergestellt werden: Dabei erzeugt ein kurzer aber intensiver UV-Laserpuls in einem Beta-Bariumborat-Kristall zwei Photonen der halben Frequenz, mit entgegengesetztem Impuls und gegenläufiger Polarisation. Allerdings ist die Ausbeute bei diesem Verfahren sehr gering – beim Beschuss mit etwa einer Milliarde UV-Photonen entsteht nur ein verschränktes Photonenpaar mit Frequenzen im roten Spektralbereich. (wst)
