Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

BMBF fördert Zentrum für industriekompatible Entwicklung von Magnetsensoren

05.02.2019

Standortübergreifendes Kompetenzzentrum ForLab MagSens der Universitäten Bielefeld und Mainz – Offizielles Kick-off-Meeting der Forschungslabore Mikroelektronik Deutschland am 5. Februar 2019

Magnetsensoren umgeben uns auf Schritt und Tritt. So stecken beispielsweise in modernen Autos gleich ein paar Dutzend von ihnen. Ein Beispiel: Scheibenwischer, die früher mechanisch gekoppelt waren, werden nun über magnetische Winkelsensoren synchronisiert.


Die neuen Anlagen im ForLab MagSens beschleunigen die Entwicklung von Magnetsensoren deutlich und überführen sie einfacher in die Anwendung.

Abb./©: Johannes Gutenberg-Universität Mainz / Eric Lichtenscheidt

Doch die Anwendungen solcher Sensoren sind bei weitem noch nicht ausgeschöpft. Schließlich können sie nicht nur Positionen und Bewegung, sondern auch die elektrische Stromstärke messen – und das berührungslos und ohne zu verschleißen.

Ihre Entwicklung ist allerdings langwierig. Das standortübergreifende Kompetenzzentrum Magnetsensorik, kurz MagSens, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und der Universität Bielefeld soll dies nun ändern:

„Unser Ziel ist es, eine weltweit konkurrenzfähige Forschungsinfrastruktur aufzubauen, die die passgenaue Entwicklung neuer Sensorkonzepte mit modernen Konzepten der Materialforschung entscheidend beschleunigt“, sagt Prof. Dr. Mathias Kläui, Professor der Physik an der JGU und Leiter des Mainzer Parts des Kompetenzzentrums.

„MagSens soll also als Key-Enabler für neue Magnetsensoren dienen.“

Finanziert wird das Kompetenzzentrum vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 2,5 Mio. Euro im Rahmen des Programms „ForLab –Forschungslabore Mikroelektronik Deutschland“.

In diesem werden 12 Gruppen im Bereich der Mikroelektronikforschung gefördert, mit jeweils unterschiedlichen Schwerpunkten. Am 5. Februar findet das Kick-off-Meeting in Aachen statt: Hier stellen sich die Gruppen gegenseitig sowie der Öffentlichkeit vor.

„Im Kompetenzzentrum MagSens geht es nicht primär darum, neue Magnetsensoren für bestimmte Anwendungen zu entwickeln, sondern zunächst einmal um die Etablierung zugrundeliegender Prozesse“, sagt Kläui. „MagSens versteht sich als Wegbereiter für die Entwicklung von magnetischen Sensoren.“

Um dies zu verstehen, gilt es zunächst einen Blick auf den Entwicklungsprozess zu werfen. Für neue Magnetsensoren erzeugen Forschende wenige Atomlagen dünne Schichten auf einem festen Substrat.

Über die Variation von Komponenten wie Eisen, Nickel, Kupfer und Aluminium- oder Magnesiumoxid lassen sich die Eigenschaften der Sensoren verändern. Bislang ist dies jedoch sehr zeitaufwendig.

Die Bielefelder Kollegen von Kläui rund um Prof. Dr. Günter Reiss setzen moderne Konzepte der Materialforschung und theoretische Rechnungen ein, um die Eigenschaften bestimmter Schichten zuverlässiger und schneller als bisher vorherzusagen.

Als Teil von MagSens erhält das Labor in Bielefeld eine hochmoderne Beschichtungsanlage für die Produktion der ultradünnen Schichten. Die Anlage kann die gewünschten magnetischen Eigenschaften schon im Herstellungsprozess identifizieren, statt sie erst danach zu charakterisieren.

„Das Steuerungssystem kann dadurch Einstellungen schon während der Herstellung justieren, um den gewünschten Effekt präzise zu erreichen“, sagt Reiss.

Ist ein vielversprechendes Material gefunden, machen sich die Mainzer Forschenden gemeinsam mit ihren Kollegen des Fraunhofer-Instituts für Elektronische Nanosysteme ENAS in Chemnitz daran, den Sensor auf Industriemaßstab zu bringen – also auf 200-Millimeter-Siliziumwafer. Was so einfach klingt, ist alles andere als trivial. So ist es auf Wafern solcher Größe beispielsweise schwierig, gleichmäßige Schichten zu erzeugen.

Auch das einheitliche Aufheizen stellt eine Herausforderung dar, ebenso die Analyse der erzeugten Schichten. Denn diese müssen an allen Stellen des Wafers gleiche Eigenschaften aufweisen. Und manche Materialien lassen sich schlichtweg gar nicht mit üblichen Methoden auf 200 mm herstellen.

Darüber hinaus untersuchen Kläui und sein Team die Eigenschaften der Materialien für Sensoren: Passt der Temperaturbereich, in dem der Sensor arbeitet – fürs Auto beispielsweise hieße das von minus 50 Grad Celsius bis plus 150 Grad Celsius? Ist der Effekt groß genug, um den Sensor zuverlässig reagieren zu lassen? Ist das Rauschen nicht zu hoch?

„Die Prozesse, die wir entwickeln“, erläutert Kläui, „sind direkt auf die Industrie übertragbar, da wir sie auf industrierelevanten Geräten entwickeln. Das ist für magnetische Systeme bisher einzigartig in der deutschen Forschungslandschaft.“

Bildmaterial:
http://www.uni-mainz.de/bilder_presse/08_physik_komet_magsens_bmbf.jpg
Die neuen Anlagen im ForLab MagSens beschleunigen die Entwicklung von Magnetsensoren deutlich und überführen sie einfacher in die Anwendung.
Abb./©: Johannes Gutenberg-Universität Mainz / Eric Lichtenscheidt

Kontakt:
Prof. Dr. Mathias Kläui
Physik der kondensierten Materie
Institut für Physik
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
55099 Mainz
Tel. +49 6131 39-23633
E-Mail: klaeui@uni-mainz.de
https://www.klaeui-lab.physik.uni-mainz.de/homepage-prof-dr-mathias-klaeui/

Weiterführende Links:
https://www.klaeui-lab.physik.uni-mainz.de/ - Kläui-Laboratory am Institut für Physik
https://www.iph.uni-mainz.de – Institut für Physik der JGU

Lesen Sie mehr:
https://ekvv.uni-bielefeld.de/blog/pressemitteilungen/entry/entwicklung_neuer_ma... - Pressemitteilung Universität Bielefeld „Kompetenzzentrum der Universitäten Bielefeld und Mainz nimmt Arbeit auf“ (30.01.2019)
https://www.elektronikforschung.de/projekte/forlab-magsens - BMBF „ForLab MagSenss – Forschungslabor Mikroelektronik Bielefeld und Mainz für Magnetfeldsensorik“
http://www.uni-mainz.de/presse/aktuell/4356_DEU_HTML.php - Pressemitteilung „Baukasten der Magnon-Logik erweitert: Magnon-Ströme über Spin-Ventil-Struktur steuerbar“ (14.03.2018)

Petra Giegerich | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Phoenix Contact gewinnt BME-Preis für elektronische Beschaffung
13.03.2019 | Bundesverband Materialwirtschaft, Einkauf und Logistik e.V. (BME)

nachricht Innovationspreis für Simulationswerkzeug zur Kanalalterung verliehen
12.03.2019 | KompetenzZentrum Wasser Berlin gGmbH (KWB)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Selbstheilender Lack aus Maisstärke lässt kleine Kratzer durch Wärme verschwinden

Ein neuer Lack aus Maisstärke ist wegen der besonderen Anordnung seiner Moleküle in der Lage, durch Wärme kleine Kratzer von selbst zu reparieren: Die Vernetzung über ringförmige Moleküle macht das Material beweglich, sodass es die Kratzer ausgleicht und diese wieder verschwinden.

Oberflächliche Mikrokratzer in der Autokarosserie oder auf anderen Hochglanzoberflächen sind harmlos, aber ärgerlich. Gerade im Luxussegment zeichnen sich...

Im Focus: Self-healing coating made of corn starch makes small scratches disappear through heat

Due to the special arrangement of its molecules, a new coating made of corn starch is able to repair small scratches by itself through heat: The cross-linking via ring-shaped molecules makes the material mobile, so that it compensates for the scratches and these disappear again.

Superficial micro-scratches on the car body or on other high-gloss surfaces are harmless, but annoying. Especially in the luxury segment such surfaces are...

Im Focus: Kartographie eines fernen Sterns

Der am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) gefertigte Spektrograph PEPSI zeigt erste Aufnahmen der Struktur des Magnetfelds auf der Oberfläche eines weit entfernten Sterns. Mittels innovativer Verfahren lassen sich damit neue Erkenntnisse über die Vorgänge auf der Sternoberfläche gewinnen. Die Ergebnisse stellte ein Wissenschaftlerteam nun in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics vor.

Selbst mit den größten Teleskopen erscheinen die Oberflächen entfernter Sterne normalerweise nur als Lichtpunkte. Eine detaillierte Auflösung wird erst mittels...

Im Focus: Stellar cartography

The Potsdam Echelle Polarimetric and Spectroscopic Instrument (PEPSI) at the Large Binocular Telescope (LBT) in Arizona released its first image of the surface magnetic field of another star. In a paper in the European journal Astronomy & Astrophysics, the PEPSI team presents a Zeeman- Doppler-Image of the surface of the magnetically active star II Pegasi.

A special technique allows astronomers to resolve the surfaces of faraway stars. Those are otherwise only seen as point sources, even in the largest telescopes...

Im Focus: Heading towards a tsunami of light

Researchers at Chalmers University of Technology and the University of Gothenburg, Sweden, have proposed a way to create a completely new source of radiation. Ultra-intense light pulses consist of the motion of a single wave and can be described as a tsunami of light. The strong wave can be used to study interactions between matter and light in a unique way. Their research is now published in the scientific journal Physical Review Letters.

"This source of radiation lets us look at reality through a new angle - it is like twisting a mirror and discovering something completely different," says...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Teilchenphysik trifft Didaktik und künstliche Intelligenz in Aachen

20.03.2019 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz: Ausprobieren und diskutieren

19.03.2019 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Tagung zur Gesundheit von Meeressäugern

18.03.2019 | Veranstaltungen

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

Teilchenphysik trifft Didaktik und künstliche Intelligenz in Aachen

20.03.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Mit dem Forschungsflugzeug ins ewige Eis - Meteorologen starten Messkampagne

20.03.2019 | Geowissenschaften

Optischer Sensor soll Pflanzenzüchtung beschleunigen

20.03.2019 | Biowissenschaften Chemie

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