Erläuterung:

Für das Projekt Quantum Photonics Fabrication Lab ist eine MBE-Anlage zu beschaffen (Lieferleistung). Entsprechend §14 VgV Absatz 4 Nummer 2c wird der Zuschlag im Rahmen eines Vergabeverfahrens ohne Teilnahmewettbewerb der Firma CreaTec Fischer & Co. GmbH erteilt, da dieses Unternehmen als Inhaber eines Patents auf notwendige Anlagenkomponenten und Verfahrenstechniken ausschließlich in Frage kommt. Es werden auch keine Lizenzen an Dritte vergeben. Eine andere technische Lösung, die nicht auf die von dem Patent geschützte Technologie angewiesen ist, kommt aus den im folgenden ausgeführten Gründen ebenfalls nicht in Betracht:

Für die Herstellung von Materialien für die Quantentechnologie müssen neue Wege beschritten werden. Dies trifft insbesondere die Herstellung der nichtlinearen Materialien, die für die Erzeugung der verschränkten Photonenpaare benötigt werden. Aus physikalischen Gründen müssen transparente Materialien verwendet werden, die einen zwei- oder dreiachsigen Kristall bilden. Damit ist die Herstellung ausschließlich mit einem epitaktischen Verfahren, wie der Molekularstrahlepitaxie oder der Metallorganischen Chemischen Gasphasenabscheidung (MOCVD), möglich. Für die Forschung ist hier die Molekularstrahlepitaxie auf Grund der Flexibilität und der Nutzbarkeit von ungiftigen Materialien zu bevorzugen. Unabhängig von dem Prozess ist es notwendig die höchstmögliche Reinheit in den im Herstellungsprozess zu erreichen. Jedes Fremdatom verursacht in den finalen Kristallstruktur Absorptionszentren und/oder Versetzungskeime, die die Konversionseffizienz teils drastisch reduzieren. Die Kontaminationen werden teils durch das Restvakuum verursacht, weshalb Epitaxieanlagen mit einem Untergrunddruck von 2E-10 mbar arbeiten. Die zweite Kontaminationsquelle sind die Verdampfer, die in Form von Effusionszellen verwendet werden. Die Effusionszellen gestatten im Vergleich zu reinen Elektronenstrahlverdampfern ein gleichmäßiges Wachstum, das für das Erreichen der einkristallinen Struktur zwingend erforderlich ist. Ratenschwankungen führen ebenso wie Verunreinigungen zu Gitterfehlern und zu hohen Verlusten in der Konversionseffizienz und damit zu einer Verringerung der Quantenausbeute. Um hier eine Möglichst hohe Effizienz zu erreichen, muss höchste Prozessstabilität und eine möglichst geringe Kontamination erreicht werden. Für die Verdampfungszellen gilt. Je höher die Verdampfungstemperatur ist desto größer ist der Anteil, der von den Zellen emittierten Fremdatomen. Diese Problematik ist in der Wissenschaft hinreichend bekannt. Die Firma CreaTec bietet als weltweit einzige Firma einen Effusionszellentyp an, bei der die Tiegelaufnahme und somit der heißeste Bereich ohne Keramikisolatoren aus Aluminiumoxid oder Bornitrid auskommt. Stattdessen wird der Tiegel frei gehaltert. Dadurch wird die Kontamination durch das unvermeidliche Ausgasen aus Isolatoren drastisch reduziert. Das Produkt ist patentrechtlich unter der Patentnummer EP 2 173 921 B1 geschützt und kann ausschließlich von der CreaTec Fischer & Co. GmbH bezogen werden. Die Firma CreaTec Fischer & Co. GmbH besitzt damit ein Alleinstellungsmerkmal auf ihr Produkt. Da im Projekt Materialien wie Niob oder Nioboxid mit hohen Sublimationstemperaturen von über 2200°C eingesetzt werden müssen, ist dieses Kriterium entscheidend für den Projekterfolg. Generell sind Effusionszellen Komponenten, die auf den Fertigungsprozess optimiert sein müssen, weshalb der Erfolg maßgeblich von der Qualität dieser Komponente bestimmt wird. Alle nachfolgenden Prozesse sind auf die hohe Quanteneffizienz der Beschichtung angewiesen. Nur durch ein ungestörtes Wachstum kann die Ausbeute an verschränkten Photonen in dem Material erzeugt werden, die die Zielstellung des Projektes ist.

Somit ist die Anwendung der weltweit einzigartigen, patentierten Quelle der Firma CreaTec Fischer & Co. GmbH die Voraussetzung für den Erfolg des Projekts, und somit ist die Nutzung dieses optimierten Tiegelsystems unumgänglich.