Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nanotech trifft Biotech: Leuchtende Nanostrukturen für "Lab on Chip" Systeme

11.04.2002


Was für die Mikroelektronik immer kleinere Strukturen und schnellere Datenübertragung ist, ist für Umwelt- und Biotechnologie der Wunsch nach schnellen und kostengünstigen Analysemöglichkeiten. So genannte Lab on Chip Systeme, Minilabore, mit denen sich kleinste Mengen Flüssigkeit beispielsweise auf Pestizidrückstände oder Umweltgifte hin analysieren lassen. - Der weltweit erste integrierte Optokoppler in Siliziumtechnologie macht beides möglich. Wolfgang Skorupa, Thoralf Gebel und Kollegen vom Forschungszentrum Rossendorf (FZR), Dresden, haben ihn entwickelt und stellen ihn auf der Hannover Messe 2002 vor (Halle 18, Stand M16, Forschungsland Sachsen).

Bei der Herstellung noch kleinerer Chips und leistungsfähigerer Rechner kann optische Datenübertragung weiterhelfen. Sie ist schneller und nicht so störanfällig wie die elektrische, ermöglicht daher deutlich kleinere Strukturen. Elektrische Anschlüsse wirken wie kleine Antennen, sie beeinflussen sich gegenseitig und dürfen nicht zu eng stehen - optisch sind hier keine Grenzen gesetzt. Doch was über weite Strecken mit Glasfaserkabeln schon lange realisiert ist, war für die Kommunikation innerhalb von Chips nicht möglich. Dass es auf kleinstem Raum bisher keine rentablen optischen Lösungen gab, lag an dem Material, aus dem die Mikroelektronik ist: Es muss Licht aussenden und empfangen können. Und bis vor wenigen Jahren galt es als undenkbar, Silizium, dem Chipmaterial, Licht zu entlocken.

Skorupa und seine Kollegen im FZR haben es geschafft: In Rossendorf leuchtet Silizium seit 1996 blau. Inzwischen haben sie ein Bauteil entwickelt, das sich besonders für "Lab on Chip" Systeme für die Sensorik eignet. Der so genannte integrierte Optokoppler auf Siliziumbasis kann in den herkömmlichen Prozessschritten für die Chipherstellung aufgebaut und in einen Chip integrieren werden. Er besteht aus einem Lichtemitter und einem Empfänger. Versieht man nun den Bereich zwischen Emitter und Empfänger mit kleinen Hohlräumen, können dort die Flüssigkeiten hindurchströmen, die man analysieren möchte. "Die Anordnung ist einfach und handlich: Man kann das Labor mit in die Natur nehmen und muss die Proben nicht mehr ins Labor holen. Zudem ist es besonders kostengünstig, es eignet sich zum Einwegartikel," so Gebel. Natürlich umweltfreundlich, denn Silizium wird aus Sand hergestellt.

Lichtemission aus Silizium-Nanostrukturen eröffnet völlig neue Perspektiven für optische Chip-Kommunikation und Sensorik - weltweit forschen Wissenschaftler auf dem Gebiet. Die Rossendorfer Entwicklung ist ein wichtiger Schritt für solche Anwendungen.

Info: Das Forschungszentrum Rossendorf (FZR) ist Mitglied der Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e. V. (WGL). Der WGL gehören 79 außeruniversitäre Forschungseinrichtungen an, von denen neben dem FZR noch drei weitere in Dresden ansässig sind. Die Institute der Leibniz Gemeinschaft arbeiten nachfrageorientiert und interdisziplinär; sie sind von überregionaler Bedeutung, betreiben Vorhaben im gesamtstaatlichen Interesse und werden deshalb von Bund und Ländern gemeinsam gefördert.

Forschungszentrum Rossendorf
Dr. Silke Ottow
Postfach 510119
01314 Dresden

s.ottow@fz-rossendorf.de

Dr. Frank Stäudner | idw
Weitere Informationen:
http://www.nanoparc.de/
http://www.fz-rossendorf.de/hmi2002

Weitere Berichte zu: FZR Optokoppler Sensorik Silizium

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Neues Labor für die Aufbautechnik von ultradünnen Mikrosystemen
21.02.2017 | Hahn-Schickard

nachricht 36 Forschungsprojekte zu Big Data
21.02.2017 | Schweizerischer Nationalfonds SNF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2017

23.02.2017 | Veranstaltungen

Wie werden wir gesund alt? - Alternsforscher tagen auf interdisziplinärem Symposium in Magdeburg

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Heinz Maier-Leibnitz-Preise 2017: DFG und BMBF zeichnen vier Forscherinnen und sechs Forscher aus

23.02.2017 | Förderungen Preise

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor

23.02.2017 | Physik Astronomie