Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochtechnologie auf Weltraum-Reise

22.09.2011
Wenn Mitte 2012 der Kommunikationssatellit Alphasat in eine geostationäre Umlaufbahn geschossen wird, ist auch ein Stück Hightech aus dem Berliner Ferdinand-Braun-Institut mit an Bord. Die Europäische Raumfahrtorganisation ESA wählte das Leibniz-Institut als Lieferanten für Galliumnitrid-Hochleistungstransistoren aus.

Alphasat ist ein Prestigeprojekt der ESA und wird nach seinem Start vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guyana einer der modernsten Telekommunikationssatelliten im All sein. Realisiert wird der 6,5 Tonnen schwere Satellit durch zahlreiche Zuarbeiten bedeutender Forschungseinrichtungen und Hersteller.

Beteiligt sind auch Wissenschaftler des Ferdinand-Braun-Instituts, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH), die gemeinsam mit Kollegen der Universität Aveiro (Portugal) ein Modul zum Test von Galliumnitrid (GaN)-Anwendungen im Weltraum entworfen und gebaut haben. GaN-Chips sind gegenüber Siliziumbauteilen besser für den Einsatz im Weltraum geeignet, da sie auf kleiner Fläche mehr Leistung bei hohen Frequenzen erzielen. Sie erlauben daher kleinere, leichtere sowie belastbarere Systeme und tolerieren zudem den Einfluss kosmischer Strahlung besser.

Für die FBH-Forscher begann die Arbeit an GaN-Transistoren für Weltraumanwendungen bereits im Jahr 2006, als sie von der ESA beauftragt wurden, unterschiedliche Hersteller von Epitaxie-Materialien auf die Qualität ihrer Produkte zu testen. „Wir bekamen damals den Zuschlag für ein GaN-Benchmarking-Projekt von der ESA, weil wir über jahrelange Erfahrung mit dem Material verfügen und einen stabilen, vergleichbaren Prozess zur Weiterverarbeitung vorweisen konnten“, sagt Joachim Würfl, Leiter des Geschäftsbereichs GaN-Elektronik.

Die getesteten Wafer von acht Firmen bestanden aus Siliziumcarbid und mehreren Funktionsschichten aus Galliumnitrid. Die FBH-Forscher bauten auf allen gelieferten Proben Transistoren mit 12 unterschiedlichen Maskenebenen auf. Anschließend wurden sie optisch und elektronisch vermessen und charakterisiert. „Wir haben dabei deutliche Unterschiede in der Qualität der Wafer festgestellt“, so Würfl. „Gleichzeitig hat das Projekt uns geholfen, unseren Bauelementprozess weiter zu stabilisieren. Wir haben gesehen, dass wir mit gutem Ausgangsmaterial sehr stabile und leistungsfähige Bauteile herstellen können.“

Dies erregte die Aufmerksamkeit der Europäischen Raumfahrtagentur, die bereits vor Abschluss des Benchmarking- Projekts anfragte, ob das FBH die GaN-Transistoren für den Einsatz im Alphasat liefern könne. Das FBH setzte dafür keine der getesteten Wafer ein, sondern realisierte alle Arbeitsschritte inklusive der Epitaxie selbst. Es sei ein großer Vorteil, wenn alle Prozesse reproduzierbar und kontrollierbar unter selbst gewählten Bedingungen abliefen, so Würfl. Es gebe weltweit nur wenige Einrichtungen, welche die komplette Fertigungskette abdecken könnten.

Für die Systemintegration stellte die ESA den Kontakt zur Universität von Aveiro und zum Systemhersteller EFACEC her. EFACEC leitet das entsprechende wissenschaftliche Payload-Experiment. Die portugiesischen Wissenschaftler integrierten die FBH-Transistoren als Schlüsselbauelemente in mehrere Mikrowellen-Oszillator-Module. Deren Kennzahlen werden im Orbit dann ständig abgefragt. Dies gibt Aufschluss über das Verhalten der GaN-Transistoren unter realen Weltraumbedingungen, da sie dort kosmischer Strahlung ausgesetzt sind.

„Dass unsere Galliumnitrid-Transistoren letztlich in einem so prestigeträchtigen Satelliten in den Weltraum fliegen, war anfangs nicht abzusehen“, rekapituliert Würfl. Obwohl die Bauteile nicht auf diese Anwendung hin optimiert wurden, haben sie alle Vorabtests der ESA problemlos bewältigt. Sie hielten Strahlung, Hitze und mechanische Belastungen aus und können den Raketenstart und den Weltraumeinsatz ohne Beeinträchtigung überstehen. Die weite Reise ins All kann für die Hochtechnologie aus dem FBH also beginnen.

Kontakt:
Petra Immerz
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik
Tel.: (030) 6392-2626
E-Mail: Petra.Immerz@fbh-berlin.de

Gesine Wiemer | Forschungsverbund Berlin e.V.
Weitere Informationen:
http://www.fbh-berlin.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Kommunikation Medien:

nachricht Moderne Medientechnik im Atlasgebirge
17.08.2017 | Universität Siegen

nachricht Wissenschaftler entschlüsseln das „perfekte Selfie“
26.06.2017 | Otto-Friedrich-Universität Bamberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Kommunikation Medien >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik