Akustische Mikrosysteme

Das Forschungsteam Acoustic Microsystems versteht sich als zuverlässiger wissenschaftlicher Partner für die Realisierung und Analyse von mikroakustischen Systemen der nächsten Generation für verschiedene Anwendungsbereiche. Unsere F&E ist insbesondere auf die Entwicklung von Labordemonstratoren, die Validierung von Geräten in realen Umgebungen und den Technologietransfer in die Industrie ausgerichtet. Um die maßgeblichen Effekte auf der Mikro- und Nanoskala zu verstehen und praktisch nutzbar zu machen, führen wir jedoch auch ausgewählte Grundlagenuntersuchungen durch. Darüber hinaus ergänzt sich unsere Gruppe auf dem Gebiet der hochfrequenten akustischen Wellen hervorragend mit dem Forschungsteam Oberflächendynamik.

 

Unser F&E-Ansatz erlaubt es uns, die gesamte Technologiekette akustischer Mikrosysteme zu adressieren, von deren CAD-basiertem Design über die Realisierung fortschrittlicher Dünnschichtsysteme, die Mehrschicht- und Gradientenschichten zusammen mit funktionalen Barriereschichten beinhalten, bis hin zu unkonventionellen lithographischen Techniken für die On-Chip-Mikrostrukturintegration zusammen mit akustischen Wandlerstrukturen und der Realisierung von einfach zu handhabenden mikroakustischen Demonstratoren. Dieser Ansatz wird begleitet von dedizierten analytischen Methoden für z.B. Filmmorphologie(-veränderungen) und Filmspannungsentwicklung, Bauteil- und Filmgeometrie, Partikelverhalten in mikrofluidischen Strukturen unter akustischer Anregung und Aerosoluntersuchung, sowie analytische und numerische Untersuchung von physikalischen Effekten, die das Bauteilverhalten bestimmen, z.B. akustische Resonanzeffekte und stressassoziierte Bauteildegradation.

Das Forschungsteam Akustische Mikrosysteme ist ein Kernbestandteil des SAWLab Saxony - das wissenschaftliche Netzwerk für Akustoelektronik! Im SAWLab Saxony freuen wir uns darauf, zum Erfolg IHRER Technologie beizutragen.

Forschungsgebiete

  • Modifikation von Substratoberflächen und funktionelle Dünnschichtsysteme kombiniert mit unkonventionellen Lithographietechniken für akustische Mikrosysteme der nächsten Generation
  • Wechselwirkung von akustischen Wellenfeldern mit Flüssigkeiten, Partikeln und Mikrostrukturen
  • Kointegration von mikrofluidischen, elektrischen und akustischen Komponenten in hybriden Lab-on-a-Chip-Systemen
  • Aufstrebende mikroakustische Anwendungen, einschließlich akustisch angetriebener Mikrofluidik für neue diagnostische und therapeutische Ansätze, drahtloser Hochtemperatursensorik, Aerosolerzeugung, (Bio-)Druckverfahren und akustische Enteisung von Oberflächen
  • Anwendungen: Blutplasma-Separation für die Flüssigbiopsie (CleanPlasma)
  • Anwendungen: Aerosolerzeugung für die Massenspektrometrie und den Aerosoldruck

Kontakt

Gruppenleitung: Dr. Andreas Winkler

Tel.: +49 351 4659 575

Email

Infrastruktur

Die Gruppe Akustische Mikrosysteme verfügt über bzw. hat - in enger Zusammenarbeit mit anderen IFW-Gruppen aus den Bereichen Mikrostrukturierungstechnik und Dünnschichtanalytik - direkten Zugriff auf alle Geräte, die für die Arbeit an akustisch-wellenbasierten Bauelementen in allen Stationen ihrer Entwicklung benötigt werden.

  • Infrastruktur und Software für Chipdesign, Lithographievorbereitung und -analytik
  • FEM-Infrastruktur (Comsol Multiphysics) in schnellen Standalone-Systemen und Zugang zu Rechencluster
  • Spezifische Beschichtungsanlagen (CARMEN und SIGGI) für die Abscheidung komplexer Dünnschichten auf piezo- und pyroelektrischen Substraten für Magnetronsputtern und E-Beam-Verdampfung einschließlich in-situ Messtechnik
  • (Zugang zu) Rapid-Prototyping-Laser- und Elektronenstrahllithographie (Heidelberg Instruments MLA100, µPG 101, EBL Voyager)
  • Maßgeschneiderte Öfen für die thermische Behandlung von Proben bis zu 1000°C unter verschiedenen atmosphärischen Bedingungen (Vakuum, Inertgas, Formiergas) sowie für die drahtlose Sensorabfrage
  • Dedizierte Werkzeuge für die akustisch angetriebene Mikrofluidik (z.B. Spritzenpumpen (Cetoni neMESYS), Druckpumpen (Fluigent LineUP, Bartels mp6), Ventile, Durchflusssensoren, spezielle RF-Signalquellen
  • 3D-Super-Tintenstrahldrucker (SIJ S050), Flüssigkeitsdispenser und Kontaktwinkelmessplatz
  • Dispersionsanalysator (Lumisizer) und Aerosolspektrometer (WELAS)
  • Waferprober (MPI TS 150), ausgestattet mit Vektor-Netzwerkanalysator (Keysight E5080B ENA), beheizbarem Tisch und HF/DC-Sonden
  • Digitales optisches Mikroskop (Keyence VHX 7000) und Hochgeschwindigkeitskamera (Ametek VEO 410)
  • Röntgenfluoreszenzanalysegerät (Fischerscope XUV773)
  • Mechanische Oberflächenprofilometrie (Bruker Dektak XT)
  • Kundenspezifisches Hochtemperatur-, UHV-2D-Schichtspannungsmesssystem (ANNE)
  • Ausrüstung zur Messung elektrischer (RF und DC) Geräteparameter, z.B. Widerstand / Schichtwiderstand und S-Parameter, bis zu hohen Temperaturen und in inerter Atmosphäre