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News: Der erste Licht emittierende Transistor

Wissenschaftler der University of Illinois at Urbana-Champaign haben den weltweit ersten Licht emittierenden Transistor (LET) entwickelt. Die Kreuzung aus einem (bipolaren) Transistor und einer Leuchtdiode (LED) verspricht neue Möglichkeiten für optische und elektronische integrierte Schaltkreise.

Anders als ein herkömmlicher Transistor besitzt der aus den Halbleitern Indium-Gallium-Phosphid und Galliumarsenid gefertigte LET neben einem elektronischen auch einen optischen Ausgang, der in geschaltetem Zustand infrarotes Licht emittiert. Die Grundlage dazu bietet bereits ein normaler bipolarer Transistor. Hier gibt es zwei Arten von Ladungsträgern: negativ geladene Elektronen und positiv geladene Löcher. Ein Teil dieser Ladungsträger rekombiniert mit Unterstützung des so genannten Basisstroms. Bei dieser Rekombination entsteht das Infrarotlicht, das nun für den LET genutzt wird.

In der Vergangenheit, so Nick Holonyak, hätte man den Basisstrom nur als Verluststrom aufgefasst, der unnötig Wärme produziert. Nun sei gezeigt worden, dass sich mit diesem Basisstrom Licht erzeugen lässt, das mit der Geschwindigkeit des Transistors geschaltet werden kann, was deutlich schneller geht, als es mit derzeitigen LEDs möglich ist. In ersten Versuchen betrieben die Wissenschaftler den Transistor bei einer Frequenz von einem Megahertz. Deutlich höhere Taktraten seien jedoch möglich, vermuten die Forscher.

Noch sei die Arbeit in einem frühen Stadium, sodass nicht alle Anwendungen abzusehen sind, meint Holonyak. Doch der Transistor eröffne sicherlich ein weites Feld an Möglichkeiten für integrierte Schaltkreise, die sowohl elektrische als auch optische Signale verarbeiten.

Nick Holonyak ist Erfinder der Leuchtdiode und des ersten Halbleiterlasers für sichtbare Wellenlängen. Milton Feng, der ebenfalls an der Entwicklung des LET beteiligt war, hat mit seinen Kollegen den derzeit schnellsten bipolaren Transistor gebaut, der Taktraten von bis zu 509 Gigahertz verträgt.

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  • Quellen
Applied Physics Letters (84): 151–153 (2004)

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