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首相、次期総裁選出馬を明言せず「一日一日着実に仕事を」 - 読売新聞
年越し「CDTV」に全61組出演、披露曲や特別企画も明らかに - ナタリー
Weiterhin Single? Andrej Mangold gibt ein Beziehungsupdate - Promiflash.de
半透明の”逆神さま”がまだテレ朝の椅子に？松本人志「難しかった。本当に難しくて」M－1の審査振り返る - 中日スポーツ・東京中日スポーツ
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Paris St. Germain und die Entlassung als Weihnachtsgeschenk - Tagesspiegel
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FC Liverpool: So scoutet Jürgen Klopp neue Spieler - SPORT1
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"Großartige Mutter!": Chris Pratt schwärmt von Katherine - Promiflash.de

Posted: 26 Dec 2020 11:44 PM PST

Was für niedliche Worte zu ihrem Ehrentag! Katherine Schwarzenegger (31) und Chris Pratt (41) schweben zurzeit auf Wolke sieben. Erst vor wenigen Monaten konnten die beiden ihre erste gemeinsame Tochter auf der Welt willkommen heißen. Ganz offensichtlich kann vor allem der Schauspieler noch immer nicht fassen, wie gesegnet er doch mit seiner kleinen Familie ist: Zu Katherines Geburtstag machte Chris seiner Ehefrau eine süße Liebeserklärung!

Auf Instagram widmete der 41-Jährige der Tochter von Arnold Schwarzenegger (73) vor wenigen Tagen einen zuckersüßen Post. "Du hast so viel Licht in mein Leben gebracht. Ich bin so froh, dass ich mit dir und Lyla zu Hause sein kann. Du bist eine großartige Mutter, eine großartige Stiefmutter, eine großartige Ehefrau, Tochter, Schwester und Freundin. Die Welt ist viel heller mit dir darin", schrieb der "Guardians of the Galaxy"-Star ganz emotional.

Aber auch Katherine scheint sich ziemlich glücklich zu schätzen. Erst kürzlich hatte eine Quelle gegenüber People verraten, dass die Beauty vor allem dankbar für seinen Erfahrungsschatz als Vater ist. "Es ist beruhigend für Kat, dass er bereits Papa ist und deshalb weiß, wie es ist, ein Neugeborenes zu haben", erklärte der Insider.

Katherine Schwarzenegger und Chris Pratt im August 2019

Katherine Schwarzenegger und Chris Pratt im April 2019

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Unterhaltung

首相、次期総裁選出馬を明言せず「一日一日着実に仕事を」 - 読売新聞

Posted: 26 Dec 2020 11:34 PM PST

首相、次期総裁選出馬を明言せず「一日一日着実に仕事を」 - 読売新聞

　菅首相（自民党総裁）は２７日のＢＳテレ東の番組で、来秋に想定される次期総裁選への対応について「一日一日着実に仕事をしていく、それに尽きる」と述べるにとどめ、出馬を明言しなかった。

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2020-12-27 05:29:00Z
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年越し「CDTV」に全61組出演、披露曲や特別企画も明らかに - ナタリー

Posted: 26 Dec 2020 10:04 PM PST

年越し「CDTV」に全61組出演、披露曲や特別企画も明らかに - ナタリー

12月31日（木）23:45よりTBS系で生放送される「CDTV ライブ！ライブ！年越しスペシャル 2020→2021」の全出演アーティストが発表された。

TBS系「CDTV ライブ！ライブ！年越しスペシャル 2020→2021」

2020年12月31日（木）23:45～29:00
＜出演者および披露曲＞
AI「Not So Different Remix feat. Awich」「ハピネス」
藍井エイル「流星」
秋山黄色「サーチライト」
Aqours「Fantastic Departure!」
家入レオ「空と青」
Awich「Happy X-mas (War Is Over)」
AKB48「365日の紙飛行機」「失恋、ありがとう」「涙サプライズ！」「ヘビーローテーション」
瑛人「香水」「僕はバカ」
A.B.C-Z「頑張れ、友よ！」
神はサイコロを振らない「夜永唄」
Creepy Nuts「かつて天才だった俺たちへ」「よふかしのうた」
KREVA「Fall in Love Again feat. 三浦大知」
CHEMISTRY「PIECES OF A DREAM」
ゴールデンボンバー「女々しくて」
櫻坂46「なぜ恋をして来なかったんだろう？」「Nobody's fault」
THE RAMPAGE from EXILE TRIBE「SWAG & PRIDE」「FEARS」
JO1「無限大（INFINITY）」
GENERATIONS from EXILE TRIBE「雨のち晴れ」「ALRIGHT! ALRIGHT!」
ジャニーズWEST「週刊うまくいく曜日」
SUPER BEAVER「青い春」「ひとりで生きていたならば」
sumika「本音」
Da-iCE「CITRUS」
DA PUMP「Soldiers ～慈しむ者たち～」「Heart on Fire」　
DISH//「猫～THE FIRST TAKE ver.～」
虹のコンキスタドール「恋・ホワイトアウト」
NiziU「Step and a step」
乃木坂46「I see…」「僕は僕を好きになる」
Novelbright「Sunny drop」「ツキミソウ」「拝啓、親愛なる君へ」「Walking with you」
Non Stop Rabbit「偏見じゃん」
HiHi Jets（ジャニーズJr.）「Eyes of the future」
Hakubi「アカツキ」
BuZZ「Sun and Love」
美少年（ジャニーズJr.）「Beautiful Love」
BiSH「プロミスザスター」「LETTERS」
THE BEAT GARDEN「マリッジソング」
日向坂46「アザトカワイイ」「ソンナコトナイヨ」
平井大「THE GIFT」「Stand by me, Stand by you.」
平手友梨奈「ダンスの理由」
ファンキー加藤「終われない歌」
藤原さくら「ゆめのなか」
BREAKERZ「LOVE STAGE」
FLOW「GO!!!」「Sign」
変態紳士クラブ「YOKAZE」
豆柴の大群「お願いキスミー」
まるりとりゅうが「気まぐれな時雨」
MAN WITH A MISSION「Telescope」「FLY AGAIN」
三浦大知「Antelope」「Blizzard」
MIYAVI「Bang!」
milet「us」「inside you」
モーニング娘。'21 「LOVEマシーン」「恋愛レボリューション21」「One・Two・Three」「純情エビデンス」
山本彩「愛なんていらない」
吉本坂46「STRAY SHEEP」
LiSA「炎」
Little Glee Monster「足跡」
緑黄色社会「あのころ見た光」「sabotage」「Mela!」
Ryohu「The Moment」
Rin音「snow jam」「箒星飴店」
Rude-α「It's only love」
Reichi「UCHIRA」
Reol「第六感」
WANDS「世界が終るまでは…」「真っ赤なLip」

進行：江藤愛（TBSアナウンサー）
サブMC：EXIT

※「Reichi」の「c」はコピーライト記号が正式表記。

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2020-12-27 04:00:00Z
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Weiterhin Single? Andrej Mangold gibt ein Beziehungsupdate - Promiflash.de

Posted: 26 Dec 2020 09:44 PM PST

Ist Andrej Mangold (33) schon wieder vergeben? Mitte November machte der einstige Bachelor traurige Schlagzeilen: Die Beziehung mit seiner Freundin Jennifer Lange (27) ist in die Brüche gegangen. Das Paar verkündete kurz nach der Das Sommerhaus der Stars-Teilnahme, zukünftig getrennte Wege zu gehen. Doch hat der Ex-Basketballer den Trennungsschmerz mittlerweile überwunden und sich wieder ins Datingleben gestürzt? Andrej gibt seinen Fans ein Update rund um seinen Beziehungsstatus.

In einem Instagram-Q&A beantwortet der 33-Jährige seinen Followern zahlreiche Fragen und die interessiert natürlich brennend, wie es in seinem Liebesleben aussieht. "Hast du eine neue Freundin oder wärst du bereit für eine?", fragt jemand. Doch der Sportler muss seine Community enttäuschen: "Nein, habe ich nicht. Bereit? Keine Ahnung." Er wolle nichts überstürzen und alles auf sich zukommen lassen. Was für ihn aber klar ist: "Wenn ich eine neue Beziehung eingehe, möchte ich auch das Mindset haben, dass es meine letzte Beziehung sein wird."

Das solle auch keineswegs heißen, dass Andrej schon längst wieder zwanghaft auf der Suche ist. Er möchte eine Frau ganz ohne hohe Erwartungen und falsche Spielchen kennenlernen. "Finde es hierbei extrem wichtig, offen und ehrlich in der Kommunikation zu sein, damit keine Missverständnisse entstehen", erklärt er. Auf Datingplattformen sei er trotz Gerüchten aber nicht unterwegs.

Andrej Mangold und Jennifer Lange, Dezember 2019

Andrej Mangold im "Sommerhaus der Stars"

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Unterhaltung

半透明の”逆神さま”がまだテレ朝の椅子に？松本人志「難しかった。本当に難しくて」M－1の審査振り返る - 中日スポーツ・東京中日スポーツ

Posted: 26 Dec 2020 08:33 PM PST

半透明の"逆神さま"がまだテレ朝の椅子に？松本人志「難しかった。本当に難しくて」M－1の審査振り返る - 中日スポーツ・東京中日スポーツ

松本人志

　お笑いコンビ「ダウンタウン」の松本人志（５７）が、コメンテーターを務める27日放送のフジテレビ系「ワイドナショー」に出演。マヂカルラブリーが優勝を飾った「M－1グランプリ2020」の審査を振り返った。

　松本はファイナルステージに進出したマヂカルラブリー、見取り図、おいでやすの３組の力量が拮抗していたと判断。「どうせオレがいれるとこ優勝しないやろなって。もう毎年そうやから。オレがれいたら疫病神みたいな…」と自虐気味に話して笑いを誘った。
　
　「M－1グランプリ2020」の審査員は松本のほかに、8回目となる上沼恵美子、オール巨人、立川志らく、中川家の礼二、サンドウィッチマンの富澤たけし、ナイツの塙宣之というメンバー。ファイナルステージは「マヂカルラブリー」3票（富澤、志らく、礼二）、「見取り図」2票（オール巨人、塙）、「おいでやすこが」2票（松本、上沼）という接戦だった。

　なお、松本は決勝で自らが投票した漫才師が敗れる''逆神''の状態はこれで５年連続となった。

Thomas Tuchel war seit Sommer 2018 in Paris

Wie mag das wohl so abgelaufen sein, in Paris? Vielleicht so: „In Deutschland haben sie es ja nicht so mit Weihnachten, da können wir dem Tuchel doch mal schnell noch die Kündigung zukommen lassen." Oder: „Geschenke gibt es dort doch erst am 25. Dezember." Und dann: „Uupps... in Alemagne feiern sie doch schon am 24. – aber jetzt ist der Brief an den Thomas schon raus."

Gut, die Entlassung des verdienten deutschen Trainers wurde vom Klub zunächst auch nicht bestätigt, dafür bedankte sich PSG-Starstürmer Kylian Mbappé schon mal beim ehemaligen Chef. Das sei „leider das Gesetz des Fußballs". Aber niemand werde Tuchels Amtszeit in Paris vergessen. So schnell wohl nicht, ist ja auch noch nicht so lange her. Versöhnlich fügte Mbappé hinzu: „Sie haben ein schönes Kapitel in der Vereinsgeschichte geschrieben, und ich möchte mich bei Ihnen bedanken, Coach."

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Sicherlich wollte Thomas Tuchel auch noch ein paar Kapitel Pariser Fußballgeschichte weiterschreiben. Sportdirektor Leonardo soll Tuchel aber das Buch eine Woche vor Jahresende entrissen haben, der Brasilianer hat den Deutschen angeblich von dessen Entlassung informiert. Angeblich sollen in einem einstündigen Gespräch zwischen beiden die Fetzen geflogen sein. Stunden zuvor hatte PSG am Mittwochabend noch 4:0 gegen Straßburg gewonnen und ist damit nur einen Punkt hinter Spitzenreiter Olympique Lyon und dem OSC Lille.

Tuchel hatte die Mannschaft im Sommer 2018 übernommen und in diesem Jahr erstmals in das Finale der Champions League geführt. Dort verloren die Pariser dann gegen die Bayern, trotzdem war das schon achtbar für den Klub, der seinen internationalen Ansprüchen stets hinterherlief. Und der einstige Mainzer und Dortmunder Trainer hatte in Paris einen Vertrag bis Mitte 2021. Aber jetzt ist schon ein Nachfolger in Sicht: Der Argentinier Mauricio Pochettino.
So kann das also gehen, zu jeder Zeit. Der Fußball, nein in diesem Fall eher wohl PSG, kennt keine Feiertage. Das ist, ganz ehrlich gesagt – der Champions-League-Titel in der Sparte Respektlosigkeit.

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Sport

松本人志、M-1漫才論争語る「破るための定義」「消える魔球みたいな話」 - マイナビニュース

Posted: 26 Dec 2020 07:33 PM PST

松本人志、M-1漫才論争語る「破るための定義」「消える魔球みたいな話」 - マイナビニュース

お笑いコンビ・ダウンタウンの松本人志が、27日に放送されたフジテレビ系トーク番組『ワイドナショー』(毎週日曜10:00～11:15)に出演。審査員を務めた漫才王座決定戦『M-1グランプリ2020』を振り返り、ネット上で巻き起こっている"漫才論争"に言及した。

松本人志

「一番ウケたものが優勝というのが一番分かりやすい」と切り出した松本は、「これに関してはテレビサイズではしゃべれない。1時間くらい俺一人でしゃべらせてほしいんですけど、そんな時間もないので何を語ればいいかな。漫才か、漫才じゃないか?」と問い掛ける。

「漫才の定義は基本的にないんですよ」と断言し、「定義はないんですけど、定義をあえて設けることでその定義を裏切ることが漫才なんですよ。定義をあえて作るんですが、これは破るための定義なんですよ。それでも最終的にはルールはちょっとあるんですよ。小道具を使わないとか」と持論を展開しながら、「あとはヅラをかぶらない。でも、ヅラをかぶらないと言ってもベテランの人でヅラかぶってる人はいるか」と共演者を笑わせた。

この日は同大会で優勝したマヂカルラブリーがゲスト出演。2人を前に松本は、「今回のマヂカルのことで言うと、あまり例えがいいのか分からないですけど、野球の大一番の時にピッチャーが消える魔球を投げたみたいな話なんですよ」と例え、「われわれプロは『すごいな』『ここで魔球を投げてくる』と思うんですけど、にわかプロ野球ファンなんかは『あれは卑怯だ』『あそこで魔球投げるかね』『真剣勝負せえや』みたいな意見が出てくるんですよ。これは一生交わらない。交わらないからこそ、われわれは飯が食えていける」と主張。

マヂカルラブリーが決勝で披露したネタを「面白いのは1本目のネタはフレンチのマナーを破るということで笑いを生んだネタ。2本目は漫才のルールを破るということで笑いを生むというのは面白い」と高く評価する一方、最終決戦で票を投じたのはおいでやすこがだったことから、「結局なんだかんだ言いながら、マヂカル選んでないんで」と打ち明けて再び笑いを誘った。

「本当に難しくて、未だに俺はあれで良かったんかって思ってますよ」と審査員としての苦悩も打ち明けた松本。「2本の総合得点で決めようと思ったんですよ。そしたら、本当にやや、おいでやすの1本目の方が爆発力があったかなと思ったし、どうせ俺がいれると優勝しないやろうなというのもあったので。毎年そうやから」と苦笑し、「ただ、言いたいのは、正統派漫才という書き込みがあって。正統派漫才なんてさ、正直、ベテランの漫才師さんでいまいち爆発力に欠ける人を何とか言わなあかんから言うてるだけやで」と語っていた。

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2020-12-27 02:03:59Z
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熱愛お泊まり撮！「文豪にして剣豪」新仮面ライダー俳優の休日は“美人すぎるユーチューバー”の自宅へGO――2020 BEST5（文春オンライン） - Yahoo!ニュース

Posted: 26 Dec 2020 07:33 PM PST

熱愛お泊まり撮！「文豪にして剣豪」新仮面ライダー俳優の休日は"美人すぎるユーチューバー"の自宅へGO――2020 BEST5（文春オンライン） - Yahoo!ニュース

2020年（1月～12月）、文春オンラインで反響の大きかった記事ベスト5を発表します。男性芸能人部門の第2位は、こちら!（初公開日 2020年9月20日）。【画像】内藤秀一郎、かすの写真を全て見る（56枚） *　　*　　* 　子供向け人気特撮ドラマ「仮面ライダーセイバー」（テレビ朝日系）の主演をつとめる若手俳優・内藤秀一郎（24）が人気ユーチューバー・かす（23）と交際していることが「文春オンライン」特集班の取材でわかった。取材班は8月以降、内藤が、かすが住む都内高級マンションに通い、宿泊して出てくる姿を幾度となく確認している。

佐藤健、福士蒼汰、菅田将暉、竹内涼真らを輩出

「内藤はファッション誌『street Jack』の元専属モデルで、2017年にAbemaTVのリアリティーショー『真夏のオオカミくんには騙されない』に出演したことをきっかけに舞台やCM、ドラマなどに出演している、売り出し中の若手俳優です。仮面ライダー俳優といえば、これまで佐藤健、福士蒼汰、菅田将暉、竹内涼真など数多くの人気俳優を輩出してきた、いわばスターの登竜門。内藤も今回4度目の挑戦となった仮面ライダーオーディションで、見事大役をつかみ取りました」（芸能デスク）　9月6日より放送がスタートした令和仮面ライダーの第2弾、「仮面ライダーセイバー」で、内藤が演じる神山飛羽真の職業は"小説家兼書店の店主"という、いままでのライダーとはひと味違った「文科系」の設定。キャッチコピーは「文豪にして剣豪」で、剣を振るって閉塞感が支配する世界を救うヒーローだ。「本の世界を舞台に、物語は進んでいくんですが、作中には『ジャックと豆の木』や『アリとキリギリス』などの童話も盛り込まれている。CGをフルに使っているのも今期ならではの特徴です。このコロナ禍の中、スタッフや役者たちの"密"をなるべく防ぎ、感染症対策を徹底しながら、なんとか制作を進めています」（テレビ朝日関係者）

コロナ禍で「大コケが許されない」期待作

　ドラマの撮影は、おもに練馬区の大泉学園駅付近にある「東映スタジオ」で行われている。東映といえば「戦隊モノ」特撮ドラマの最新作「魔進戦隊キラメイジャー」（テレ朝系）のキラメイレッド役の小宮璃央（17）が今年3月、新型コロナウイルスに感染したことも記憶に新しい。「緊急事態宣言による外出自粛要請や自粛が続いたことにより、GWや夏休みといった書き入れ時に、ヒーローや戦隊モノの玩具がほとんど売れず、ドラマのスポンサーである玩具メーカーは今とてもピリピリしています。これから迎えるクリスマス商戦に向けて、ライダー商品は何としても売っていきたいというのが彼らの本音です。今期の作品は10体以上のライダーが登場するのですが、複数のライダーが活躍する作品は通例だとヒット間違いなしの "必勝パターン"。スポンサーからの期待も高い。だからこそ大コケは許されない。出演する役者たちも作品に集中するよう事務所から言われています。大泉学園付近にマンションを借りる出演者も多く、連日朝早くから夜遅くまで撮影に臨んでいます」（前出・芸能デスク）

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2020-12-27 02:12:32Z
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FC Liverpool: So scoutet Jürgen Klopp neue Spieler - SPORT1

Posted: 26 Dec 2020 06:42 PM PST

松本人志、中居正広と考案のトーク番組の受賞にコメント土曜夜9時が“レギュラー”に？ - ORICON NEWS

Posted: 26 Dec 2020 06:03 PM PST

松本人志、中居正広と考案のトーク番組の受賞にコメント土曜夜9時が"レギュラー"に？ - ORICON NEWS

　お笑いコンビ・ダウンタウンの松本人志が、27日放送のフジテレビ系『ワイドナショー』（毎週日曜　前10：00）に出演。タレントの中居正広とともに考案し、MCを務めたフジテレビ系土曜プレミアム『まつもtoなかい〜マッチングな夜〜』が、ギャラクシー賞テレビ部門2020年11月度月間賞を受賞したことを受けて、感想を語った。

　東野幸治から、この話題を向けられた松本は「なんか中居君が、さっきスタッフに聞いたら『中居君、ギャラクシー賞取れたんですよ』って言ったら、いまいちピンときていないみたいで、ギャラクシー賞というものがね」とコメント。中居正広が「何の賞かは、わからなくて、きょう知った」と明かすと、松本は「言うときますけど、ノーベル賞よりはだいぶ下よ」と笑わせた。

　東野が「いろいろなテレビ番組の中で優秀だった番組にギャラクシー賞が与えられる。ふと考えたら、松本さんフジテレビでいろんなめちゃくちゃやってません？」と口火を切ると、中居も「土曜9時ってレギュラーなんですか？」と質問。東野が「27時間テレビもできるんじゃないですか？」と向けると、松本は「いうてもやっぱりカリスマ性あるからね、もう嫌なんやねどね」と笑いに交えながら、この話題を締めくくった。

　ギャラクシー賞の選評では「松本人志と中居正広が"会わせてみたい人"をマッチング。見どころを押しつけるテロップやワイプ、CMまたぎのあおり映像などの昨今の手法から離れたテレビの原点が逆に新しく、広々と自由な画面に甲本ヒロト×菅田将暉ら4組の対談が躍動した。送り手の覚悟が脱予定調和を引き寄せ、読後感の異なる4通りの見応えと感動があった」と理由を伝えている。

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2020-12-27 01:05:09Z
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嵐の将来への明言避けたメンバー「責任を取れない」のは松本潤の曇りない本心…それこそが愛情 - 中日スポーツ・東京中日スポーツ

Posted: 26 Dec 2020 03:33 PM PST

嵐の将来への明言避けたメンバー「責任を取れない」のは松本潤の曇りない本心…それこそが愛情 - 中日スポーツ・東京中日スポーツ

インタビューに応じた嵐

■嵐インタビュー取材後記

　今年いっぱいで活動を休止するアイドルグループ「嵐」の大野智(40)、櫻井翔(38)、相葉雅紀(38)、松本潤(37)、二宮和也(37)が、超多忙なスケジュールの合間をぬってこのほど東京中日スポーツなど在京スポーツ紙6紙の合同インタビューに応じた。1999年のデビューから21年間の活動を振り返りながら現在の心境、大みそかの生配信ライブにかける意気込み、後輩たちに寄せる期待、活動休止後のビジョンなどをたっぷり語ってくれた。

◇　　◇　　◇

　記者がジャニーズ担当になった2004年。つまり嵐がデビューしてから5年後は、まだ仕事場に電車通勤しているメンバーがいた。あれから16年。日本を代表するアーティストへと成長した5人を誇らしく思うと同時に、超多忙なスケジュールの合間をぬって取材時間をいただけたことに心から感謝したい。

　活動休止までの最後のカウントダウンが始まっている。聞きたいことは山ほどあったが、スポーツ紙の記者6人に与えられた時間はトータルで30分。ある程度の役割分担は決めていたものの、いかに効率よく深い話を引き出せるかが問われる。こんなに背筋が伸びるインタビューは久しぶりだった。

　おそらく誰もが一番気になるであろう嵐の将来と今後の個人活動。しかし、明確なビジョンを示したメンバーはいなかった。家族以上に長い時間を一緒に過ごしてきた5人が、一度「嵐」という看板を下ろした先にどんな景色が見えるのか、自分たち自身が想像できないのだと思う。

　松本が活動再開後について「明言するということに責任を取れない」と語ったのも、一点の曇りもない本心だと受け止めた。リップサービスしておけば、ファンも安心するだろうが、無責任な発言をしないことこそが、愛情なんだなと感じた。

　あらためて思う。嵐とはとんでもなくすごいグループだ。常に進化を続けてきたグループだからこそ、現状維持すら許されない重圧と闘い続けてきたから、この充電期間は絶対に必要な時間だと思う。そんなことを考えながら、5人に贈るのにぴったりな嵐の楽曲のフレーズが思い浮かんだ。2012年リリースの「ワイルド　アット　ハート」から。

　♪一度きりの人生　転がるように　笑って泣いて生きてゆこうぜBaby　誰かの決めた　自由はいらない　そして　ここではないどこかへ　Someday

Für die Technik von morgen: Von Quantenpunkten zu Quantentechnologien

Dieter Bimberg

Diese Aufnahme mittels Querschnitts-Rastertunnelmikroskopie zeigt GaSb/GaAs/GaP-Quantenpunkte, die mithilfe der Gasphasenepitaxie an der TU Berlin gewachsen wurden.

Quantentechnologien ermöglichen Durchbrüche bei Halbleiter-Bauelementen und neuartige Anwendungen wie etwa Quantenkryptographie.

Die Eigenschaften elektronisch nulldimensionaler Quantenpunkte in Halbleiter-Heterostrukturen unterscheiden sich fundamental von jenen in höherdimensionalen Strukturen wie Quantengräben. In Quantenpunkten ist die Energie von Ladungsträgern keine Funktion des Impulses. Ihre Eigenschaften gleichen jenen von Atomen, die in einer dielektrischen Matrix eingebettet sind. Basierend auf Gasphasen- oder Molekularstrahlepitaxie wurden in den letzten Jahren photonische und elektronische Bauelemente entwickelt, die völlig neue Anwendungen ermöglichen. Dazu gehören Quantenkryptographie, neuartige nichtflüchtige Speicher und ein energieeffizientes, hochbitratiges Internet.

Das Zeitalter der Informationsgesellschaft ab Mitte des 19. Jahrhunderts begann mit der Entwicklung siliziumbasierter Verbindungen und Technologien. Die Herstellung integrierter elektronischer Schaltkreise (SiICs) begann vor etwa 60 Jahren. Zu ihren ersten kommerziellen Anwendungen gehörten Hörgeräte. Heute sind siliziumbasierte integrierte Schaltkreise Bestandteil fast aller Alltagsgegenstände und Grundlage der Informationsgesellschaft.

Verfahren wie Molekularstrahlepitaxie (MBE) oder Gasphasenepitaxie (MOCVD) zur Herstellung von Materialien, deren Ausdehnung in allen drei Raumdimensionen nur wenige Nanometer beträgt, also von „nulldimensionalen" Quantenpunkten, und deren Einbettung in andere Materialien, eröffnen heute völlig neue Möglichkeiten, quantenmechanische Effekte einzusetzen. Ziel dabei ist es, elektronische und damit auch optische und elektrische Eigenschaften komplexer Strukturen gezielt zu ändern. Diese Eigenschaften hängen von der Form und Größe der Quantenpunkte ab. Deren Ausdehnung in allen drei Raumrichtungen sollte unter der De-BroglieWellenlänge der Ladungsträger liegen, damit die Quantenmechanik dominiert. Quantenpunkte ermöglichen neuartige elektronische und photonische Bauelemente. Drei Beispiele hierfür, die auf einem, wenigen und sehr vielen Quantenpunkten basieren, werden unten beschrieben.

Diese Artikel wurde zuerst abgedruckt im Physik Journal 8/9, 2020.

Selbstorganisation von Quantenpunkten

Die Entdeckung neuer physikalischer Effekte in den einfachsten niederdimensionalen Halbleiterstrukturen – zweidimensionalen Quantengräben – und deren Nutzung für Halbleiterlaser geht wesentlich auf die Arbeiten von zwei Physikern bei den Bell Labs zurück. Ray Dingle und Charles Henry reichten 1976 ein Patent über Quantengrabenlaser ein. Dabei beschrieben sie als Vorteile der reduzierten Dimensionalität unter anderen eine verringerte Schwellstromdichte, bei der die Laseremission einsetzt. Sie zeigten, wie sich die Zustandsdichte von Elektronen beim Übergang von drei zu zwei und schließlich eindimensionalen Strukturen ändert. Diese Änderungen gelten als bestimmender Faktor für alle Eigenschaften des Materials und deren Bauelemente.

Erst viel später betrachteten zwei japanische Gruppen an der Universität Tokio und am Tokyo Institute of Technology (TIT) nulldimensionale Strukturen. Die Gruppe um Suematsu am TIT berechnete 1986, dass sich der Materialgewinn um einen Faktor 20 vergrößert und die Schwellstromdichte gleichermaßen für Quantenpunkt-basierte Laser sinkt, die auf InP oder GaAs-basierten Heterostukturen beruhen. Diese theoretischen Betrachtungen gingen von Heterostrukturen aus, deren unterschiedliche Schichten identische Gitterkonstanten besitzen. Vor dreißig Jahren galt dies als Voraussetzung für defektfreie Strukturen und ist bis heute Bestandteil der Technologie vieler photonischer Bauelemente. In den darauffolgenden acht Jahren gab es enorme Anstrengungen, um die Vorteile derartiger Quantenpunkt-basierter Laser zu demonstrieren. Dies gelang auf Basis der seinerzeit verwendeten Technologien aus verschiedenen Gründen nicht, woraufhin die internationalen Aktivitäten rasch abklangen.

Selbstorganisiertes Wachstum als Schlüssel

Oberflächenphysiker klassifizieren die Wachstumsmodi für das kohärente Wachstum eines Materials auf einem zweiten Material in drei Gruppen. Für den Fall identischer Gitterkonstanten, zum Beispiel AlGaAs auf GaAs, ergibt sich häufig ein zweidimensionales Wachstum Monolage auf Monolage – mit Stufen und Rauigkeiten. Bei unterschiedlichen Gitterkonstanten können kohärent dreidimensionale Cluster wachsen. Alternativ kann bei Strukturen mit unterschiedlichen Gitterkonstanten im Stranski-Krastanov-Wachstumsmodus zuerst eine (ebenfalls raue) und wenige Monolagen dicke Benetzungsschicht entstehen, auf der dann dreidimensionale Cluster wachsen. Die theoretische Beschreibung dieses Wachstums ist komplex, da sowohl Gitterkonstanten-Fehlanpassung mit der elastisch anisotropen Wachstumsoberfläche als auch kanteninduzierte Verspannungen vorliegen. Zudem ändern die Verspannungen die Oberflächenrekonstruktion und bewirken eine Renormalisation der Oberflächenenergien der Inseln und der Benetzungsschicht. Für die Dynamik des Wachstums bei realen Temperaturen sind kinetische Effekte wichtig.

Die experimentell in meiner Arbeitsgruppe erstmals identifizierte und dann theoretisch bestätigte Selbstorganisation an verspannten Oberflächen setzt voraus, dass Atome an der Oberfläche ausreichend beweglich sind, was bei den typischen Wachstumstemperaturen der Quantenpunkte von einigen hundert Grad der Fall ist.

Aufnahmen mit dem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) einer einzelnen Schicht von (InGa)As/GaAsQuantenpunkten zeigen die theoretisch vorher gesagte Pyramidenstruktur. Die einander selbst ähnlichen Quantenpunkte sind in einem quadratischen Muster angeordnet. Die Kanten der Grundfläche zeigen entlang der [100]- und [010]-Richtungen, da alle III-V-Verbindungen eine elastisch anisotrope (001)-Oberfläche besitzen. Eine Pyramidenform der Quantenpunkte in einer Einzelschicht haben wir sowohl für MOCVD als auch MBE-Wachstum von (InGa)As/GaAsQuantenpunkten mittels Querschnitts-TEM und Tunnelspektroskopie nachgewiesen. Die Form prägt dabei die elektronischen Eigenschaften.

Querschnitts-TEM-Aufnahmen gestapelter Quantenpunktschichten zeigen, dass sich die Quantenpunkte in den Schichten aufgrund der langreichweitigen elastischen Verspannungen vollständig defektfrei übereinander anordnen lassen. Dies ist von größter Bedeutung für unterschiedlichste Varianten Quantenpunkt-basierter Diodenlaser, die je nach Anwendung elektronisch gekoppelt oder ungekoppelt zu wachsen sind. Der überlegene Materialgewinn einer Einzelschicht lässt sich durch die defektfreie Stapelung in einen modalen Gewinn, der größer als die Verluste ist, umsetzen. Dies erklärt die real von uns gefundene geringste Dichte des Schwellenstroms aller Diodenlaser und die sonst unerreichte Effizienz bei der Umwandlung elektrischer in optische Energie.

Das verspannungsinduzierte selbstorganisierte Wachstum von Quantenpunkten ist universell. GaN-basierte Laser, die im Sichtbaren emittieren, besitzen Quantenpunkte als aktive Schichten. Exotische Beispiele sind die wenig erforschten InAs/SiQuantenpunkte für die Silizium-Photonik oder GaSb-Quantenpunkte auf (AlGa)P mit GaAs-Zwischenschichten für neuartige Nanoflashspeicher, die weiter unten beschrieben sind. Bei einem GaSb/GaAs/GaP-Quantenpunkt, der mittels Gasphasenepitaxie hergestellt wurde, sind einander benachbarte Oberflächen der Quantenpunktpyramiden inäquivalent zueinander (s. Titelbild). Dies ist von entscheidender Bedeutung für die im nächsten Abschnitt diskutierten elektronischen Eigenschaften: Quantenpunkte vierzähliger pyramidaler Form besitzen keine vierzählige, sondern nur eine zweizählige Symmetrie der elektronischen Eigenschaften.

Exzitonen in Quantenpunkten

Für jegliche quantitative Modellierung elektronischer und exzitonischer Eigenschaften von Quantenpunkten ist es essenziell, deren Form und Zusammensetzung auf atomarer Ebene zu kennen. Eine Kombination von Draufsicht- und Querschnitts-Transmissionslektronenmikroskopie zusammen mit Rastertunnelmikroskopie stellt diese Daten zur Verfügung. So enthüllte die Querschnitts-Rastertunnelspektroskopie beispielsweise, dass die Konzentration von Indium in (InGa)As-Quantenpunkten von unten nach oben zunimmt.

Basierend auf diesen Mikroskopie-Daten berechneten wir das Verspannungsfeld eingebetteter Quantenpunkte mittels Kontinuumstheorie. Die piezoelektrischen Potentiale inklusive quadratischer Effekte lassen sich daraus ableiten (Abb. 2). Unsere erste physikalisch durchsichtige quantitative Berechnung der elektronischen Struktur der Quantenpunkte beruhte auf einem numerischen Bandstrukturmodell (8-Band-k∙p-Theorie) unter Berücksichtigung der piezoelektrischen Effekte. Die wichtigsten Ergebnisse gelten universell für alle III-V-Quantenpunkte gewachsen auf (001)-Substraten:

Die Zustandsdichten und elektronischen Niveaus sind durch Delta-Funktionen zu beschreiben.
Jeder Zustand ist zweifach entartet, ist also nur mit zwei Ladungsträgern zu besetzen (Spinentartung).
Es gibt keine Zustände „freier" Ladungsträger mit einer impulsabhängigen Dispersion der Energie, wie in ein- bis dreidimensionalen Strukturen.
Bei Besetzung mit mehr als einem Ladungsträger sind diese über die Coulomb-Wechselwirkung korreliert, die von der Größe des Quantenpunkts abhängt. Diese Abhängigkeit kann daher zu positiver oder negativer Bindungsenergie des Biexzitons, positiver oder negativer Austauschaufspaltung führen. Diesen Effekt gibt es in der Atomphysik nicht.
Mit Elektronen und Löchern besetzte Quantenpunkte besitzen ein eingebautes Dipolmoment, da die Schwerpunkte der Elektronen und Lochwellenfunktionen nicht identisch sind.
Analog zur Berechnung der Wellenfunktionen in Übergittern sind diese auch für vertikal gekoppelte Quantenpunkte möglich. Das für viele Bauelemente wichtige Verhältnis zwischen transversal elektrischer (TE) zu transversal magnetischer (TM) Polarisation ist als Funktion des Abstands der aktiven Schichten einstellbar.

Abb. 2 Die piezoelektrischen Isopotentialoberflächen für ± 50 meV (blau bzw. rot) einer vierseitigen (InGa)As/GaAs-Quantenpyramide zeigen deutlich die Reduktion auf zweizählige Symmetrie.

Coulomb-Wechselwirkung, anisotrope Austauschwechselwirkung und Korrelation beeinflussen stark und abhängig von Form, Größe und Materialverteilung die Vielteilchenzustände, also beispielsweise Exzitonen und Biexzitonen. Die Austauschwechselwirkung hebt die vierfache Entartung des exzitonischen Grundzustands auf und führt zu einer Aufspaltung in je zwei optisch aktive und inaktive Zustände. Die oben erwähnte Erniedrigung der Symmetrie des Quantenpunkts sorgt nun dafür, dass sich der exzitonische Grundzustand weiter aufspaltet (Abb. 3). Bemerkenswerterweise werden automatisch polarisierte Photonen emittiert, und die Polarisation wird nach der Rekombination des ersten Elektron-Loch-Paares eines exzitonischen Moleküls auf die Rekombination des Exzitons vererbt. Damit stellt die Rekombination eines Exzitons oder Moleküls in einem einzelnen Quantenpunkt eine natürliche Quelle von Quantenbits (Qubits) dar. Diese Polarisation der Emission eines einzelnen Quantenpunkts haben wir mittels Kathodo- oder Mikrophotolumineszenz-Spektroskopie von einzelnen Quantenpunkten in Kombination mit Schattenmasken demonstriert (Abb. 4). Bei der Kathodolumineszenz übernimmt ein stark fokussierter Elektronenstrahl bei geringen Beschleunigungsspannungen in einem modifizierten Rasterelektronenmikroskop die Rolle der Anregung.

Abb. 3 Rekombinationskaskade des Biexzitons und des Exzitons eines InAs/GaAs-Quantenpunkts ohne (links) und mit (rechts) piezoelektrischen Effekten. E_FS ist die Feinstrukturaufspaltung, x und y zeigen die Richtung der linearen Polarisation an.

Einzelne Quantenpunkte als Emitter

Die Kombination grundlegender Prinzipien der Quantenmechanik mit moderner Informationstheorie erlaubt es, inhärent sichere Verschlüsselungssysteme für die Datenübertragung zu entwickeln. Einer der ersten und bekanntesten Vorschläge dafür ist das BB84-Protokoll von Bennet und Brassard. Die „Quantum Information Science and Technology Road Map" oder die im März 2020 von der IEEE verabschiedete „International Roadmap for Devices and Systems" verlangen die Entwicklung kostengünstiger praktischer Quellen einzelner Qubits und verschränkter Photonen, um BB84 und spätere Protokolle zu realisieren.

Abb. 4 Das Lumineszenz-Spektrum eines Exzitons in einem einzelnen (InGa)As/GaAs-Quantenpunkt zeigt nur einen scharfen Peak (links), der im rechten Teil samt Polarisation vergrößert dargestellt ist.

Bettet man einen einzelnen Quantenpunkt in eine p-i-n-Struktur ähnlich eines modifizierten oberflächenemittierenden Lasers ein, so resultiert eine Quelle von „Qubits on demand" mit Raten im Gbit/sBereich.

Kontrolliertes Wachstum mittels MBE oder MOCVD von (InGa)/GaAs-Quantenpunkten sehr geringer Dichten von etwa 10⁸ cm_–2 haben wir sowohl unter als auch über Oxidaperturen realisiert. Dabei gelang es, derartige Quantenpunktschichten in p-i-n-Strukturen mit Distributed-Bragg-Reflektor-Spiegeln einzubetten und damit elektrisch gepumpte resonante Mikrokavitäten herzustellen (Abb. 5). Infolge des Purcell-Effekts erhöht sich bei diesen die Rate der Emission. Diese ist zudem gerichtet und besitzt eine hohe Quantenausbeute. Derartige Bauelemente haben wir mittels eines elektrischen Pulsgenerators bei einer Pulsdauer von 350 ps und einer Wiederholrate von 1 GHz betrieben (Abb. 6). Der Wert der Autokorrelationsfunktion g⁽²⁾ (0) = 0,05 bewies, dass ein Emitter von einzelnen Qubits vorliegt.

Abb. 5 Der Querschnitt eines elektrisch getriebenen Qubit-Emitters mit einem Bragg-Spiegel zeigt die Lage des Quantenpunkts oberhalb der Oxidapertur sowie den Stromfluss.

Quantenkommunikation über größere Distanzen erfordert „Quantenrepeater", die auf verschränkten Photonen basieren können. Ein vielversprechender Vorschlag zu ihrer Realisierung beruht auf der Biexziton-Exziton-Rekombinationskaskade. Hierfür sollte die Feinstrukturaufspaltung Null sein. Das ist möglich, da dieser Wert über die Größe des Quantenpunkts einstellbar ist. Externe Felder können hierzu ebenso beitragen. Eine möglicherweise einfachere Alternative stellt das Wachstum der Quantenpunkte auf einem (111)-orientierten Substrat dar. Die dort nun dreifache Symmetrie der Quantenpunktzustände erniedrigt sich durch piezoelektrische Effekte nicht weiter. Die exzitonischen Zustände bleiben also entartet. Ein kristallographisch äquivalenter Ansatz beruht auf Wurtzit-Strukturen wie GaN/AlN-Quantenpunkten. Diese besitzen wesentlich größere Lokalisationsenergien der Ladungsträger und Exzitonen. Damit sind sie thermisch stabiler. Dies könnte hochfrequente Qubit-Emission bei Raumtemperatur ermöglichen. Ein bei 300 K funktionierendes, darauf basierendes Modul würde nicht mehr als ein heute gebräuchliches LED-Modul kosten. Bis dahin ist jedoch noch einiges an Forschung notwendig.

Abb. 6 Optische Antwort eines Einzelphotonenemitters auf ein elektrisches 1-GHz-Signal mit Pulsbreiten von 350 ps zusammen mit einer Simulation einer Antwort unter der Annahme von 400-ps-Pulsen (a). Hanbury-Brown-Twiss-Korrelationsmessungen zeigen ein klares Antibunching (b). Die rote Kurve stellt die Simulation eines perfekten Einzelphotonenemitters unter Berücksichtigung der limitierten Zeitauflösung des Aufbaus von 0,7 ps dar.

Der ideale elektronische Speicher

Ladungsbasierte elektronische Speicher lassen sich im Wesentlichen durch zwei unterschiedliche Klassen von Bauelementen realisieren, nämlich (S,D)RAMs (Static, Dynamic Random Access Memory) mit Lese und Schreibzeiten schneller als 15 Nanosekunden. Die Information ist flüchtig mit einer Speicherzeit von nur einigen Millisekunden. Daher ist es erforderlich, die Information schnell wieder aufzufrischen, was viel Energie verschlingt. Etwa 10¹⁵ solcher Schreib-Lesezyklen sind heute im Betrieb möglich, bevor Fehler auftreten. Flash-Speicher sind hingegen nicht flüchtig und besitzen Speicherzeiten von mehr als 10 Jahren, allerdings langsame Schreibzeiten von etwa 10 Millisekunden. Hier sind die Ladungsträger in einer Siliziumschicht zwischen zwei SiO₂-Barrieren einer Höhe von 3,2 eV lokalisiert. Nur 10⁶ Schreib und Löschzyklen sind möglich, bevor Defekte durch die Injektion heißer Elektronen in der Barriere den Speicher zerstören. Sie eignen sich daher nicht als Arbeitsspeicher bei Rechnern.

Die durch das Mooresche „Gesetz" beschriebene stetige Verkleinerung der einzelnen Elemente von Speicherschaltkreisen und die damit einhergehende enorme Vergrößerung der Speicherdichte dank Weiterentwicklung der Lithographie wird absehbar enden. Damit hat die Suche nach neuen Ansätzen zukünftiger Speicherkonzepte begonnen. Ein Speicher, der die Funktionalität von DRAM und Flash kombiniert, also nur einen Typ von Speicher im Rechner erfordert, würde Rechnerarchitekturen revolu tionär vereinfachen und den Energieverbrauch von Rechnern jeglicher Größe enorm verringern. Dies gilt als „heiliger Gral" der Speicherentwicklung.

Auf der Speicherung von Löchern in einem Ensemble weniger Quantenpunkte beruhende Quantenpunkt-Flash-Speicher könnten dieser heilige Gral sein. Selbstorganisierte Quantenpunkte in Typ II-Heterostrukturen, basierend auf III-V-Verbindungen, ermöglichen es, die Barrierenhöhe viel einfacher als mittels SiliziumTechnologie zu modifizieren. Im Ergebnis sind nichtflüchtige Speicher mit Informationslebensdauern von mehr als 100 Jahren und all den Attributen eines DRAMs wie schnellen Zugriffszeiten im ns-Bereich realisierbar. Bei einer Quantenpunkt-Flash-Zelle bestehend aus einem modulationsdotierten Feldeffekttransistor, in den eine Lage von Quantenpunkten zwischen einem zweidimensionalen Lochgas (2DHG) und dem Gate eingebettet ist, wird der Ladungszustand über die Gatespannung kontrolliert, während das Auslesen mittels des zweidimensionalen Lochgases erfolgt (Abb. 7).

Abb. 7 Ein solcher Quantenpunkt-Flash-Speicher wurde bereits in verschiedenen III-V-Materialsystemen realisiert.

Nach ersten explorativen Arbeiten an Typ I-InAs/(AlGa)As-Quantenpunkten, bei denen Elektronen und Löcher lokalisiert waren, erkannten wir, dass Typ II-Strukturen, bei denen nur die Löcher lokalisiert sind, entscheidende Vorteile aufweisen. In einer Typ II-Struktur überträgt sich die Bandkantendiskontinuität voll auf die Lokalisationsenergie, die letztlich die Speicherzeit bestimmt. Löcher haben eine etwa zehnmal größere effektive Masse als Elektronen und damit eine viel geringere Tunnelwahrscheinlichkeit, was die Speicherzeit im Vergleich zu Elektronen erhöht (Abb. 8). Die Speicherzeit von Ladungsträgern hängt sowohl von der Lokalisationsenergie als auch vom Einfangquerschnitt ab. Nachgewiesen haben wir bislang Loch-Speicherzeiten von knapp vier Tagen für das speziell für diesen Zweck mittels MBE und MOCVD hergestellte GaSb/GaAs/GaP Typ II-Quantenpunktsystem (Abb. 1).

Abb. 8 Die Speicherzeit von Ladungsträgern – hier sind überwiegend Löcher in Typ II-Strukturen auf halblogarithmischer Skala über 40 Zehnerpotenzen gegen deren Lokalisationsenergie für eine Schar von sieben unterschiedlichen Einfangquerschnitten gezeigt – wird offensichtlich durch beide Parameter beeinflusst.

Wachstumsmodifikationen und ein Übergang zur chemisch gering modifizierten Variante (InGa)Sb/GaAs/(AlGa)P ermöglichen es, Lokalisationsenergien von 1,9 bis 2 eV und damit Speicherzeiten von weit mehr als 100 Jahren zu erreichen (horizontale Linie in Abb. 8). Bereits heute eignen sich diese Strukturen als nichtflüchtige SRAMs äquivalenter Speicherdichte. Vorteile lochbasierter QuantenpunktFlashSpeicher ergeben sich aus der Zahl von Lochniveaus, die einerseits klar getrennt sind, jedoch dicht genug sind für einen Multi-Level-Speicher. Von besonderem Vorteil ist, dass sich die Quantenpunktmatrix GaP auf sehr viel größeren 12-Zoll-Silizium-Substraten wachsen lässt – ohne Preisnachteile gegenüber vorhandenen Si-SRAMs.

Viele Quantenpunkte für photonische Bauelemente

Bereits unsere ersten Untersuchungen belegten, dass der Materialgewinn von Stranski-Krastanov-Quantenpunktschichten tatsächlich um Größenordnungen über jenem eines identischen dreidimensionales Materials liegt und sogar größer ist als theoretisch vorhergesagt. Quantenpunktschichten lassen sich einfach stapeln, sodass auch der modale Gewinn in Quantenpunktlasern so groß oder größer ist als in vergleichbaren Quantengrabenlasern. Eine frühe Beobachtung von uns war jene effizienter Laseremission bei Wellenlängen von 1,3 µm und in metamorphen Strukturen, also Strukturen mit geringen Defektdichten, mit Emission jenseits von 1,5 µm, mittels GaAs-basierter Bauelemente. Die spontane Lebensdauer eines Exzitons in einem Quantenpunkt ist dort aufgrund seiner starken Lokalisation kürzer als in einem Quantengraben. Daher kann die Quantenausbeute auch in einer Struktur mit Defekten gut sein. Eingang in viele heutige Produkte finden Quantenpunkte in nitridbasierten LEDs und Laserdioden, die sogar hohe Defektdichten haben.

Wellenlängen im IR-Bereich lassen sich mit GaAs-basierten Quantenpunktlasern erreichen, da die Emission der Quantenpunkte über ihre Größe und die Komposition der Barriere durchstimmbar ist. Eine effiziente Emission bei 1,3 µm war zuvor nur mittels InP-basierter Quantengrabenlaser möglich. In den direkt darunter liegenden Wellenlängenbereichen gab es keine Diodenlaser. Im Vergleich zu Quantengrabenlaser haben Quantenpunktlaser wesentlich geringere Schwellstromdichten. Zudem ist ihr Schwellstrom bis etwa 70 °C in den von uns entwickelten Strukturen nahezu nicht von der Temperatur abhängig. Damit sind diese in vielen Fällen im Modul ohne kosten- und energieaufwändige Peltier-Kühlung zu betreiben. Der Energieverbrauch von Quantenpunkt-Lasermodulen ist somit viel geringer. Im Folgenden soll eine wesentliche Anwendung GaAs-basierter Quantenpunktlaser im Fokus stehen, die dazu dient, Frequenzkämme zu erzeugen und für effiziente Datenübertragung im Terabit/s-Bereich zu nutzen.

Datenübertragung mittels Quantenpunktlaser

Aufgrund der Selbstähnlichkeit besitzen Quantenpunkte identische Symmetrieeigenschaften, ohne aber selbst identisch zu sein. Die Emission eines 1 mm langen und 100 µm breiten Kantenemitters mit 10¹¹ Quantenpunkten pro Quadratzentimeter in der aktiven Zone basiert auf der Emission von hundert Millionen unterschiedlichen Quantenpunkten, von denen jeder auf einer minimal anderen Wellenlänge emittiert. Die Überlagerung dieser Emissionen führt zu einer Gauß-förmigen Einhüllenden mit einer Halbwertsbreite von 30 bis 100 meV, die in Grenzen durch Änderung der Wachstumsbedingungen zu kontrollieren ist.

Die spektrale Halbwertsbreite und die Breite eines emittierten Pulses auf der Zeitskala sind mittels einer Fourier-Transformation miteinander korreliert. Je größer die spektrale Halbwertsbreite, desto geringer ist die Pulsbreite. Die Kopplung der Phasen der longitudinalen Moden eines Lasers erlaubt somit Pulse, deren Dauer und Wiederholrate weit jenseits der intrinsischen Bandbreite eines direkt modulierten Lasers liegen. Die Möglichkeit, Pulse einer Breite von einigen hundert Femtosekunden mittels passiver Modenkopplung im Telekom-O- oder -C-Band zu erzeugen, resultiert aus der Gauß-Verbreiterung. Mithilfe der Überlagerung der Emission lassen sich zudem viele ultraschnelle Pulse unterschiedlicher Wellenlänge in Halbleiter-Verstärkern (Wellenlängen-Multiplexen) ohne Übersprechen gleichzeitig verstärken.

Modengekoppelte Halbleiterlaser, die optische (als auch elektrische) Pulsfolgen emittieren, entwickeln sich zurzeit zum Rückgrat optischer Nachrichtentechnik mit hoher Bitrate. Sie kommen als optische Uhren zum Einsatz, zur Erzeugung von Frequenzkämmen und in Kombination mit Modulatoren als Transmitter für optische Zeitmultiplexsysteme. Bei letzteren werden Frequenzkämme einander phasenverschoben überlagert. Passive moden gekoppelte Halbleiterlaser sind kostengünstig herstellbar, da sie neben dem Laser mit dem sättigbaren Absorber nur ein zusätzliches Element im Resonator besitzen. Beide benötigen eine Gleichstromversorgung von wenigen Volt. Der Absorber ermöglicht einen Selbststart der Pulsemission ohne externe Radiofrequenzquelle.

Wir haben gezeigt, dass sich derartige Quantenpunkt-basierte modengekoppelte Halbleiterlaser, die bei 1,3 µm emittieren, innerhalb von Pikosekunden bei ausreichender Sperrspannung erholen. Solche Laser erlauben es mit einer 160-GHz-Pulsfolge, Datenraten von 160 Gb/s zu übertragen (Abb. 9). Bei modengekoppelten Halbleiterlasern variiert die Eintreffzeit aufeinander folgender Pulse (zeitlicher Jitter) aufgrund spontaner Fluktuationen der Photonendichte, was zu verstärkter spontaner Emission führt. Dieser Jitter begrenzt die nutzbare Frequenz bzw. Bandbreite. Im Vergleich zu Quantengrabenlasern ist der Jitter bei modengekoppelten Quantenpunktlasern jedoch wesentlich geringer.

Abb. 9 Dieser Pulskamm eines modengekoppelten Quantenpunktlasers mit Chirp-Kompensation bei 160 GHz wurde aus einem 80-GHz-Kamm mittels Zeitmultiplexen erzeugt. Die schwarze Kurve zeigt die Autokorrelationsmessung. Der entfaltete Kamm ist blau gepunktet.

Unabhängig von der Emission entwickelt sich im Spektrum eines modengekoppelten Quantenpunktlasers mit zunehmendem Strom ein immer breiteres hutartiges Ensemble von Longitudinalmoden, die sich in ihrer Spitzenleistung um weniger als 3 dB unterscheiden. Der Grund hierfür liegt darin, dass Quantenpunkte nur maximal zwei Ladungsträger pro Niveau speichern können und daher bei Injektion von Ladungsträgern schnell sättigen (Abb. 10).

Abb. 10 Die longitudinalen Moden eines InAs/GaAs-Quantenpunktlasers sind hutartig verteilt, wenn der Grundzustand der Quantenpunkte bei hohen Strömen in die Sättigung geht. Bei geringeren Strömen resultiert eine Gauß-artige Modenverteilung.

Separiert man die 40 einzelnen Moden mittels schmalbandiger Filter und moduliert diese mit schnellen Modulatoren, ermöglichen Quantenpunktbasierte Bauelemente Übertragungsraten von etwa 6,4 Terabit/s. Mehrere Arbeitsgruppen weltweit arbeiten derzeit an deren Demonstration und dem Einsatz in Netzen jeglicher Reichweite. Der Bedarf nach höheren Datenraten steigt durch die Nutzung neuer Dienste wie Netflix oder Bitcoin exponentiell an. Mittels Quantenpunktlaser lassen sich somit vorhandene Netzinfrastrukturen besser nutzen. Dies verringert gleichzeitig die Kosten sowie den Energieaufwand für die Lichtquellen.

Zusammenfassung

Die elektronischen und optischen Eigenschaften von Halbleiter-Quantenpunkten lassen sich quantitativ modellieren, wie hier beschrieben wurde. Die Modellierung beruht auf der detaillierten strukturellen Charakterisierung mit atomarer Auflösung. Die im Vergleich zu klassischen Festkörperstrukturen „seltsamen" Eigenschaften sind durch die Quantennatur bestimmt und experimentell verifiziert. Beispielhaft wurden neuartige Quantenbauelemente vorgestellt, die auf einem, wenigen oder Millionen von Quantenpunkten beruhen. Die Herstellung solcher Bauelemente mittels epitaktischer Quantentechnologien gelingt für Modellsysteme. Deren riesiges Anwendungspotenzial ist jedoch bei weitem nicht ausgeschöpft und inspiriert weiterhin die weltweite Forschung.

Danksagung: Einer großen Zahl engagierter Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, die immer wieder mit eigenen Ideen zum Fortschritt dieser neuen Forschungsrichtung beitrugen und über für unsere Gesellschaft nützliche Anwendungen nachdachten, sei herzlich gedankt. Ohne ihr Engagement wären die hier vorgestellten Ergebnisse nicht zustande gekommen. Durch ihre finanzielle Unterstützung haben die DFG über mehrere SFBs, das BMBF unter anderem mittels des VIPProgramms, die EU mittels EFRE, der Berliner Senat, die Leitung der TU Berlin, die Aixtron AG und in der Anfangsphase die Volkswagenstiftung mit der Finanzierung der Kooperation mit Russland die notwendigen Voraussetzungen geschaffen. Dafür bin ich dankbar.

Dieter Bimberg. "Von Quantenpunkten zu Quantentechnologien" Physik Journal. 2020. 8/9. 39 ff. Copyright Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Reproduced with permission.

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Technik

Schwangere Sarafina Wollny verrät, in welchem Monat sie ist - RTL Online

Posted: 26 Dec 2020 12:44 AM PST

Wie weit ist Sarafina schon?

Sarafina ist im dritten Monat schwanger

Bei solchen bekannten Schwangerschafts-Problemen wird die Großfamilie ihr dabei bestimmt mit Rat und Tat zur Seite stehen.

„Die Wollnys – Eine schrecklich große Familie" online gucken auf TVNOW

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Unterhaltung

NFL: Touchdown-Rausch – NFL-Star Alvin Kamara stellt Uralt-Rekord ein - t-online

Posted: 26 Dec 2020 12:42 AM PST

Beim Sieg der Saints gegen die Vikings erwischt Kamara einen Gala-Abend und führt sein Team fast im Alleingang zum Sieg. Auch eine Bestmarke wird eingestellt – die über viele Jahrzehnte ein anderer Spieler alleine hielt.

Alvin Kamara hat in der amerikanischen Footballliga NFL einen 91 Jahre alten Rekord eingestellt. Beim 52:33-Heimsieg der New Orleans Saints gegen die Minnesota Vikings erlief der 25-Jährige sechs Touchdowns. Diese Anzahl sogenannter Rushing-Touchdowns war zuvor nur Ernie Nevers im Jahr 1929 gelungen.

Nach zwei Vierteln führten die Saints gegen die personell geschwächte Vikings-Offensive mit 24:14. Nach der Pause holte Minnesota auf und profitierte dabei von einer Interception von Saints-Spielmacher Drew Brees, der insgesamt zwei Pässe in die Hände der Gegenspieler warf. Anschließend legte Kamara aber zwei weitere Touchdowns nach und beendete somit die Playoff-Hoffnungen der Vikings. New Orleans sicherte sich dagegen zum vierten Mal nacheinander den Titel in der NFC-South-Division.

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Sport

Das Rewind-Jahr 2020 im Rückblick – Die Technik-Highlights im Ranking der Redaktion - MacTechNews.de

Posted: 26 Dec 2020 12:08 AM PST

In nehme jetzt mal klare Worte in den Mund: 2020 war scheiße. Diese unsägliche Corona-Pandemie hat nicht nur viele Leben gekostet und unendliches Leid sowie Unsicherheit und Zukünftsängste verursacht, sie hat auch unsere Wirtschaft und damit unsere Gesellschaft im innersten schwer getroffen. Ich hoffe, dass die bevorstehenden Massenimpfungen das Dilemma so schnell wie möglich eindämmen oder zumindest deutlich entschärfen können. Die Konsequenzen aus Corona werden aber so oder so noch länger Nachwirkungen zeigen.

Und dann ist da auch noch der mehr als bedauerliche Brexit…

Immerhin können viele von uns sich zugute halten, die Köpfe nicht in den Sand gesteckt zu haben. Zwar gab es auch in der Technikwelt teils erhebliche Auswirkungen durch Covid zu spüren, doch vieles von dem, was 2020 vorgestellt wurde, war schließlich schon vor dem Ausbruch der Pandemie längst in Entwicklung. Bleibt abzuwarten, ob es in 2021 deswegen in einer Art verzögerter Reaktion weniger innovative Technologieneuheiten geben wird.

In diesem Rückblick möchte ich Ihnen meine persönlichen Testhighlights im „Ranking" präsentieren. Außer einem gab es keine echten Ausreißer. Aber manche Dinge haben einfach mehr als andere Eindruck hinterlassen. Die folgende, nicht absolute Reihenfolge, gibt Ihnen auch noch mal die Gelegenheit, eventuell verpasste Tests des ausklingenden Jahres zu entdecken.

Los geht's…

23. Soundcast VG7
Auf Platz 23 der 23 in diesem Jahr getesteten oder vorgestellten Produkte landet der große Outdoor Bluetooth-Speaker von Soundcast. Licht und Schatten zeichneten das Fazit. Unter dem Strich: Für über 200 Euro weniger liefert eine JBL Boombox 2 eindeutig mehr Partyspaß und das weitaus bessere Preis/Leistungsverhältnis. – Sorry Soundcast.

22. LMP USB-Gehäuse für M2-SSD
Das LMP DataMobile Ultra SSD-Gehäuse hat im Test alle vom Hersteller gemachten Versprechen erfüllt und sich als kostengünstige und flexible Alternative zu anderen mobilen SSD-Laufwerken erwiesen. Kein Tool, nachdem man sich als begeisterter Technikfan die Finger leckt, aber eines, das in vielen Situationen praktische Dienste liefern kann.

21. B&W PI3
Der B&W PI3 In-Ear überzeugt mit seinem guten und sicheren Tragekomfort bei zielgruppengerechtem, sattem Klang, mit sehr fein auflösenden Mitten und Höhen, bei guter Räumlichkeit für In-Ears.

20. Panasonic HD610N
Ein wirklich gelungener Bügelkopfhörer, der allerdings ein wenig Hässliches Entlein spielt und somit vermutlich oft unter dem Radar bleibt. Aus praktischer und klanglicher Sicht gibt es nichts zu bemängeln. Somit ein Underdog-Tipp.

19. 1MORE True Wireless ANC
1MORE hat sich schon häufiger als sehr kompetenter Hersteller für In-Ears aller Art präsentiert. Die True Wireless ANC sind da keine Ausnahme. Technisch und klanglich machen die True Wireless ANC so gut wie alles richtig. Zudem sehen die kleinen schwarzen Ohrstöpsel wirklich hochwertig aus und sind top verarbeitet. Das ist wirklich eine Empfehlung wert.

18. KEF LS50 Wireless II Meta (nicht getestet)
Die neuen LS50 Wireless II von KEF gehören sicherlich zu den wichtigsten Streaming- und Lifestyle-Produkten des Jahres für Nutzer mit gehobenem Anspruch. Mehr als nur ein „Facelift".

17. Olympus E-M1 Mark III
Eine bessere Kombination aus Funktionsumfang, Performance, Auswahl an hochwertigen und kompakten Objektiven findet sich sonst kaum. Die E-M1 Mark III ist für Four-Thirds-User eine der besten Kameras überhaupt.

16. Mengs Mini-Stativ
Ein kleines und mit 92 Euro sehr bezahlbares Mini-Carbonstativ, dass aber einen ungeheuren Nutzen bei zugleich sehr hoher Qualität bietet.

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