Ein Forschungsteam des Skolkovo Institute of Science and Technology in Russland und des Königlichen Instituts für Technologie (KTH) in Schweden hat gemeinsam eine ultradünne Beschichtung auf Basis von Kohlenstoffnanoröhren entwickelt, die Terahertz-Strahlung effizient absorbiert und so einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung von Signalstörungen für die künftige 6G-Kommunikationstechnologie leistet. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.
Terahertz-Strahlung liegt zwischen Infrarotlicht und Mikrowellen und gilt als vielversprechendes Frequenzband für 6G-Kommunikation, biomedizinische Bildgebung und Sensorik. Dmitry Krasnikov, Mitautor der Studie und außerordentlicher Professor für Photonik am Skolkovo Institute of Science and Technology, erklärt: „Die von uns synthetisierten ultradünnen Filme aus einwandigen Kohlenstoffnanoröhren zeigen, wie kohlenstoffbasierte Materialien in integrierten optischen Schaltkreisen der zweiten Dimension genutzt werden können, um elektromagnetische Strahlung zu kontrollieren, Störungen zu eliminieren und zusätzliche Funktionen zu ermöglichen.“
Die Beschichtung wird mittels Aerosol-Chemischer Gasphasenabscheidung hergestellt und absorbiert als schwarze Farbe Terahertz-Strahlung, um deren Ausbreitung in unerwünschte Richtungen zu verhindern. In einem Silizium-auf-Isolator-Wellenleiter kann die Beschichtung beispielsweise das Signal innerhalb des Wellenleiters begrenzen und externe Störungen abschirmen. Die dickste Beschichtung zeigte dabei eine rekordverdächtig hohe Absorptionsrate. Das Team testete Filme mit einer Dicke von 2 bis 53 Nanometern. Die dickeren Filme konnten das Signal effektiv beenden, sodass es selbst mit fortschrittlichen Geräten kaum noch nachweisbar war.
Professor Albert Nasibulin, Leiter der Photonik am Skolkovo Institute of Science and Technology, betont: „Ultradünne Beschichtungen auf Basis von Kohlenstoffnanoröhren sind ein wirksames Werkzeug zur Kontrolle von Terahertz-Strahlung. Sie sind einfach zu synthetisieren und in photonische Schaltkreise zu integrieren. Dies verspricht die Entwicklung einer neuen Generation von Terahertz-Geräten, einschließlich 6G-Kommunikationssystemen und medizinischen Technologien.“ Professor Dmitry Lioubtchenko vom Königlichen Institut für Technologie in Schweden fügt hinzu, dass die Technologie auch für elektromagnetische Abschirmung eingesetzt werden könnte, beispielsweise zur Kontrolle von Kommunikationssignalen an bestimmten Orten wie in Gefängnisentwürfen oder in der Medizin, um die Expositionsbereiche von Terahertz-Strahlung zu begrenzen und medizinisches Personal zu schützen.
Veröffentlichungsdetails: Autoren: Nicolas Posunko, Skolkovo Institute of Science and Technology; Titel: „Carbon nanotube 'black paint' absorbs terahertz radiation to cut 6G interference“; erschienen in: „Nature Communications“ (2025).
