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Mit Beteiligung von Wissenschaftlern des Paul-Drude-Instituts für Festkörperelektronik in Berlin und der Universitäten Augsburg und Münster haben internationale Forschende eine neue Roadmap zu akustischen Oberflächenwellen vorgelegt. Die Publikation zeigt, wie sich diese Technologie in den kommenden zehn Jahren von der Signalverarbeitung bis hin zu Quantentechnologien und Biowissenschaften weiterentwickeln wird. Die Roadmap gilt als wichtiger Orientierungspunkt für Forschung und Anwendung.
Die Anwendung akustischer Oberflächenwellen ist weit verbreitet. Das Spektrum reicht von modernen Kommunikationstechnologien, beispielsweise der drahtlosen Datenübertragung mit Smartphones, bis hin zu den Lebenswissenschaften, in denen kleinste Materiemengen untersucht werden. Die Bedeutung akustischer Oberflächenwellen-Technologien wird weiter zunehmen, so die Prognose von mehr als fünfzig führenden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus aller Welt, die an der aktuellen Veröffentlichung „2026 Guided Acoustic Wave Roadmap“ mitgewirkt haben. Die Publikation gibt einen Überblick über die Fortschritte und Entwicklungen auf dem dynamisch wachsenden Forschungsfeld der akustischen Wellen in Festkörpern. Koordiniert wurde die Roadmap, die im „Journal of Physics D: Applied Physics“ veröffentlicht ist, von Prof. Dr. Hubert J. Krenner (Universität Münster), Dr. Paulo V. Santos (Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik (PDI)) und Prof. Dr. Christoph Westerhausen (Universität Augsburg).
Akustische Oberflächenwellen (Surface Acoustic Waves, SAWs) sind mechanische Schwingungen, die sich entlang der Oberfläche eines Materials ausbreiten. Da sie stark mit elektronischen, optischen und magnetischen Anregungen wechselwirken können, können SAWs physikalische Prozesse in Festkörpersystemen leistungsfähig steuern. Ursprünglich wurden sie vor allem in Hochfrequenzfiltern und Sensortechnologien eingesetzt. Heute finden SAW-basierte Ansätze zunehmend Anwendung in der Quantentechnologie, Optomechanik, in hybriden photonisch-phononischen Systemen und in der modernen Signalverarbeitung.
Für Paulo V. Santos spiegelt die Roadmap mehrere Jahrzehnte wissenschaftlicher Entwicklung in einem Forschungsfeld wider, das er maßgeblich mitgeprägt hat. „Akustische Oberflächenwellen haben sich von einem Werkzeug der klassischen Signalverarbeitung zu einer vielseitigen Plattform entwickelt, mit der sich elementare Anregungen in modernen Materialien kontrollieren lassen“, erklärt er. Hubert Krenner ergänzt: „Wir beobachten einen klaren Fokus auf den Einsatz der SAWs zur Kopplung von modernen Nano- und Quantensystemen auf innovativen Materialplattformen. Ein Beispiel sind hybride Quanten-Chips, die Licht- und Schallwellen steuern.“
Die Roadmap vereint Beiträge führender Wissenschaftler, die jeweils Fortschritte und Herausforderungen in ihren Fachgebieten darstellen. Zusammen vermitteln sie einen Überblick darüber, wie sich SAW-basierte Konzepte in der Materialwissenschaft, der Festkörperphysik und der Bauelemententwicklung weiterentwickeln. Indem sie Perspektiven aus der internationalen Forschungsgemeinschaft zusammenführt, bietet nun die neue Roadmap einen umfassenden Orientierungspunkt für Wissenschaftler sowie Ingenieurinnen und Ingenieure, die an akustischen Wellen in Festkörpern arbeiten oder neue Wege erforschen, Schall zur Kontrolle von Materie auf der Nanoskala zu nutzen. Christoph Westerhausen betont: „Wir decken ein extrem breites Spektrum der modernen Nanowissenschaften von Quantentechnologien bis zu den Biowissenschaften ab. Die gleiche akustische Welle dient als Träger von Quanteninformationen und steuert lebende Zellen in einem daumennagelgroßen Labor auf einem Chip.“
Die neue Roadmap knüpft direkt an die „Surface Acoustic Waves Roadmap“ aus dem Jahr 2019 an. Diese frühere Veröffentlichung zeichnete ein umfassendes Bild eines sich schnell entwickelnden Forschungsfeldes und formulierte zentrale Perspektiven für zukünftige Arbeiten. In den vergangenen Jahren haben sich viele dieser damaligen Visionen zu aktiven Forschungsrichtungen entwickelt, während zugleich neue wissenschaftliche und technologische Möglichkeiten entstanden sind. Die Roadmap 2026 setzt diese Entwicklung fort.
Ausführliche Bildzeile:
Akustische Oberflächenwellen finden interdisziplinär Einsatz in den Nanowissenschaften. Diese Nanoschallwellen können mit einer Elektrodenstruktur auf einem Chip (links) erzeugt werden. Sie werden beispielsweise verwendet, um Lichtquanten, Quantenbits, künstliche Atome, magnetische Bauteile, neuartige 2D-Materialien oder sogar lebende Zellen in den Biowissenschaften zu steuern oder auszulesen (von links nach rechts).
Prof. Dr. Christoph Westerhausen
Universität Augsburg
Physiologie
christoph.westerhausen@med.uni-augsburg.de
Prof. Dr. Hubert Krenner
Universität Münster
Physikalisches Institut
krenner@uni-muenster.de
Dr. Paulo Ventura Santos
Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik (PDI)
Semiconductor Spectroscopy
santos@pdi-berlin.de
H. J. Krenner, P. V. Santos, C. Westerhausen et al. (2026): The 2026 guided acoustic waves roadmap. J. Phys. D: Appl. Phys. 59, 093001; https://doi.org/10.1088/1361-6463/ae258d
Akustische Oberflächenwellen finden interdisziplinär Einsatz in den Nanowissenschaften. Diese Nanosc ...
Quelle: Matthias Weiß
Copyright: AG Krenner – Matthias Weiß
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wirtschaftsvertreter, Wissenschaftler
Biologie, Chemie, Informationstechnik, Physik / Astronomie
überregional
Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch
Akustische Oberflächenwellen finden interdisziplinär Einsatz in den Nanowissenschaften. Diese Nanosc ...
Quelle: Matthias Weiß
Copyright: AG Krenner – Matthias Weiß
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