Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kristallzüchtung für komplexe Messaufgaben in der 5G-Technologie

12.08.2016

Wissenschaftler der Industrieforschungseinrichtung INNOVENT züchten einkristalline Ferritmaterialien für die Mikrowellenmesstechnik. Erstmals werden damit durchgehende Empfangsbereiche von Signal- und Spektrumanalysatoren bis 85 GHz für anspruchsvolle Messaufgaben auf den Gebieten Automotive Radar, 5G und andere drahtlose Kommunikation realisiert.

Die Anforderungen an die moderne Mikrowellenmesstechnik nehmen durch die Nutzung immer höherer Frequenzen stetig zu. Für die Signalanalyse spielen Signal- und Spektrumanalysatoren mit großer Analysebandbreite und geringem Phasenrauschen eine wesentliche Rolle.


Ferrit-Einkristalle für Hochfrequenz-Filterkomponenten gezüchtet aus Hochtemperaturlösungen

INNOVENT e.V.

Für anspruchsvolle Forschungs- und Entwicklungsaufgaben benötigt man High-End-Signal- und Spektrumanalysatoren, die mit einem einzigen Gerät weite Frequenzbereiche bis in den Gigahertzbereich analysieren können. Anwendungen liegen hier im Automotive Radar, 5G und anderen drahtlosen Kommunikationstechnologien.

In einem gemeinsamen Entwicklungsprojekt mit dem größten europäischen Mobilfunk- und Messtechnik-Hersteller Rohde & Schwarz wurden Schlüsseltechnologien zur Entwicklung und Sicherung der Basiskomponenten für einen durchgehenden Empfangsbereich von Spektrumsanalysatoren bis 85 GHz erarbeitet. Vor Beginn der Zusammenarbeit stellte 50 GHz die Obergrenze für einen durchgehenden Empfangsbereich dieser Analysatoren dar.

INNOVENT entwickelte für die benötigten Filterkomponenten des Empfängermoduls kristalline Ferritmaterialien höchster Qualität die es nun ermöglichen, den Frequenzbereich bis 85 GHz mit einem Sweep abzudecken. Die Ferrit-Einkristalle wurden mittels Kristallzüchtungsverfahren aus Hochtemperaturlösungen gezüchtet und so konfektioniert, dass diese unmittelbar in die neu entwickelten Filterstrukturen eingefügt werden konnten.

Die große Herausforderung bei der Materialentwicklung bestand darin, große defektarme Einkristalle mit exakt eingestellter chemischer Zusammensetzung herzustellen, um eine vorgegebene untere Grenzfrequenz realisieren zu können.

Für die Konfektionierung der Kristalle in filtertaugliche Halbzeuge wurde durch INNOVENT ein Bearbeitungsverfahren entwickelt, das aus großen Einkristallen submillimeter-kleine Formkörper mit extrem glatten Oberflächen fertigen kann. Diese Formkörper können unmittelbar in die Filtermodule verbaut werden.

Die Industrieforschungseinrichtung INNOVENT e.V. betreibt seit über 20 Jahren Grundlagen- und anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung in den Bereichen Oberflächentechnik, Magnetische und Optische Systeme und Biomaterialen. Das Jenaer Institut beschäftigt etwa 150 Mitarbeiter, leitet verschiedene Netzwerke und führt bundesweit Fachtagungen durch. INNOVENT ist Gründungsmitglied der Deutschen Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse.

Publikation zur Materialherstellung
C. Dubs, J. Kräußlich, P. Görnert, J. Cryst. Growth 318 (2011) 800-804

Kontakt:
Dr. Carsten Dubs
INNOVENT e. V.
Prüssingstraße 27 B, 07745 Jena
E-Mail: cd@innovent-jena.de

Weitere Informationen:

http://www.innovent-jena.de/de/INNOVENT/Fachbereiche/MOS/Kristallzucht__4850/

Andrea Gerlach | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Mit Sensoren gegen Falschfahrer: Jungforscher bringen Frühwarnsystem zur Marktreife
21.08.2018 | Universität des Saarlandes

nachricht IHP-Technologie darf in den Weltraum fliegen
20.08.2018 | IHP - Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Die Mischung macht‘s: Jülicher Forscher entwickeln schnellladefähige Festkörperbatterie

Mit Festkörperbatterien sind aktuell große Hoffnungen verbunden. Sie enthalten keine flüssigen Teile, die auslaufen oder in Brand geraten könnten. Aus diesem Grund sind sie unempfindlich gegenüber Hitze und gelten als noch deutlich sicherer, zuverlässiger und langlebiger als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien. Jülicher Wissenschaftler haben nun ein neues Konzept vorgestellt, das zehnmal größere Ströme beim Laden und Entladen erlaubt als in der Fachliteratur bislang beschrieben. Die Verbesserung erzielten sie durch eine „clevere“ Materialwahl. Alle Komponenten wurden aus Phosphatverbindungen gefertigt, die chemisch und mechanisch sehr gut zusammenpassen.

Die geringe Stromstärke gilt als einer der Knackpunkte bei der Entwicklung von Festkörperbatterien. Sie führt dazu, dass die Batterien relativ viel Zeit zum...

Im Focus: It’s All in the Mix: Jülich Researchers are Developing Fast-Charging Solid-State Batteries

There are currently great hopes for solid-state batteries. They contain no liquid parts that could leak or catch fire. For this reason, they do not require cooling and are considered to be much safer, more reliable, and longer lasting than traditional lithium-ion batteries. Jülich scientists have now introduced a new concept that allows currents up to ten times greater during charging and discharging than previously described in the literature. The improvement was achieved by a “clever” choice of materials with a focus on consistently good compatibility. All components were made from phosphate compounds, which are well matched both chemically and mechanically.

The low current is considered one of the biggest hurdles in the development of solid-state batteries. It is the reason why the batteries take a relatively long...

Im Focus: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Dialog an Deck, Science Slam und Pong-Battle

21.08.2018 | Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Zukünftige Informationstechnologien: Wärmetransport auf der Nanoskala unter die Lupe genommen

21.08.2018 | Physik Astronomie

Bedeutung des „Ozeanwetters“ für Ökosysteme

21.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

Auf dem Weg zur personalisierten Medizin

21.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics