Das MikroLED Lab (MLL) wird gefördert aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) des Programmgebiets Stärker entwickelte Region (SER).
Das Institut für Halbleitertechnik der TU Braunschweig ist eines der führenden universitären Forschungsinstitute weltweit bezüglich der Erforschung und Entwicklung mikro-photonischer Bauelemente auf der Basis von Galliumnitrid. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf MikroLEDs. MikroLEDs sind sehr kleine LEDs mit Abmessungen im Mikrometer-Bereich. Die hoch-miniaturisierten Lichtemitter zeichnen sich durch einige ganz besondere Eigenschaften aus. So weist das Licht aus einer MikroLED eine große Kohärenzlänge auf, da alle Photonen praktisch vom selben Punkt im Raum abgestrahlt werden. Die MikroLED dient dabei als fast idealer Punktstrahler. Daraus ergeben sich Interferenzphänomene, die z.B. für die holographische Mikroskopie genutzt werden können.
Darüber hinaus können MikroLEDs in Arrays angeordnet werden. Schaltet man einzelne MikroLEDs an und aus, so kann man einen Lichtpunkt über ein Objekt wandern lassen, und zwar ganz ohne mechanische Bauteile, wie das sonst bei typischen Laserscannern der Fall ist. Dabei kann über ein miniaturisiertes Abbild des MikroLED-Arrays eine Ortsauflösung von unter 50 nm mit einer Unsicherheit von unter 5 nm realisiert werden. Aktuelles Forschungsziel ist es, durch Grundlagenexperimente zu klären, ob diese Art der Superauflösungs-Beleuchtung auch für die Bildgebung mit Superauflösung, also einer örtlichen Auflösung jenseits der Beugungsgrenze, genutzt werden kann.
Während bisher die unterschiedlichen MikroLEDs in einem Modul nur inkohärentes Licht emittieren, wird es zukünftig besonders wichtig werden, die mikroLEDs bzw. MikroLaser im Verbund kohärent zu koppeln und auch die relative Phase zueinander einzustellen und zu steuern. Dies wird dann völlig neue Anwendungen, wie z.B. bei der Erzeugung von Photonen mit hohen Drehimpulsen (Twisted Light) oder die Steuerung der Richtung der Lichtemission erlauben. Hierzu müssen allerdings erst Arrays von phasengekoppelten MikroLasern entwickelt werden, die Licht vertikal emittieren. Dies erfordert die Erforschung von vertikal emittierenden Laserdioden (VCSEL) und darauf aufbauend phasengekoppelter Laser-Arrays.
Im MLL Projekt kann mit den Mitteln des EFRE die Infrastruktur in den Laboren des Instituts für Halbleitertechnik aufgerüstet werden. Hierbei geht es zum einem um die Prozesstechnologie zur Herstellung von GaN Bauelementen, z.B. ist die Beschaffung und Entwicklung einer neuartigen Laserbearbeitungsmethode und einer Sputter-Anlage zum Aufbringen von Diffusionsbarrieren, Kontakt- und Haftschichten geplant. Zum anderen werden die nanoanalytischen Möglichkeiten nochmals deutlich verbessert, indem ein spektroskopisches Ellipsometer und die Erweiterung der vorhandenen Cavity-Ringdown-Messaparatur sowie der Raman-Spektroskopie vorgesehen sind.