Roadmap zu akustischen Oberflächenwellen-Technologien veröffentlicht
Die Publikation zeigt, wie sich diese Technologie in den kommenden zehn Jahren von der Signalverarbeitung bis hin zu Quantentechnologien und Biowissenschaften weiterentwickeln dürfte.
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 Oberflächenwellentechnologien wird weiter zunehmen, so die Prognose von mehr als fünfzig führenden Forschenden 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 von Hubert Krenner (Universität Münster), Paulo Santos (Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik PDI) und 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 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 Quantenchips, die Licht- und Schallwellen steuern.“
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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 Publikation 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.
[U Münster / PDI / U Augsburg / dre]
Weitere Informationen
- Originalpublikation
H. J. Krenner, P. V. Santos, C. Westerhausen, et al., The 2026 guided acoustic waves roadmap, J. Phys. D: Appl. Phys. 59(9), 093001, März 2026; DOI: 10.1088/1361-6463/ae258d - Control of Elementary Excitations by Acoustic Fields (Alberto Hernández-Mínguez), Department of Semiconductor Spectroscopy, Paul-Drude-Institut, Berlin
- Biologische Physik (Christoph Westerhausen), Lehrstuhl für Physiologie, Universität Augsburg
- AG Krenner, Physikalisches Institut, Universität Münster
