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 Wie ein infizierter Knochen besser heilt
16.10.2019 | Klinikum der Ruhr-Universität Bochum - Berufsgenossenschaftliches Universitätsklinikum Bergmannsheil GmbH

nachricht Sensorschleuse Argus von dormakaba mit ICONIC Award 2019 ausgezeichnet
15.10.2019 | dormakaba Deutschland GmbH

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: Die schnellste Ameise der Welt - Wüstenflitzer haben kurze Beine, aber eine perfekte Koordination

Silberameisen gelten als schnellste Ameisen der Welt - obwohl ihre Beine verhältnismäßig kurz sind. Daher haben Forschende der Universität Ulm den besonderen Laufstil dieses "Wüstenflitzers" auf einer Ameisen-Rennstrecke ergründet. Veröffentlicht wurde diese Entdeckung jüngst im „Journal of Experimental Biology“.

Sie geht auf Nahrungssuche, wenn andere Siesta halten: Die saharische Silberameise macht vor allem in der Mittagshitze der Sahara und in den Wüsten der...

Im Focus: Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

Auf der K 2019, der Weltleitmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie vom 16.-23. Oktober in Düsseldorf, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR das breite Anwendungsspektrum des von ihm entwickelten Millimeterwellen-Scanners SAMMI® im Kunststoffbereich. Im Rahmen des Messeauftritts führen die Wissenschaftler die vielseitigen Möglichkeiten der Millimeterwellentechnologie zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Prüfung von Kunststoffprodukten vor.

Millimeterwellen sind in der Lage, nicht leitende, sogenannte dielektrische Materialien zu durchdringen. Damit eigen sie sich in besonderem Maße zum Einsatz in...

Im Focus: Solving the mystery of quantum light in thin layers

A very special kind of light is emitted by tungsten diselenide layers. The reason for this has been unclear. Now an explanation has been found at TU Wien (Vienna)

It is an exotic phenomenon that nobody was able to explain for years: when energy is supplied to a thin layer of the material tungsten diselenide, it begins to...

Im Focus: Rätsel gelöst: Das Quantenleuchten dünner Schichten

Eine ganz spezielle Art von Licht wird von Wolfram-Diselenid-Schichten ausgesandt. Warum das so ist, war bisher unklar. An der TU Wien wurde nun eine Erklärung gefunden.

Es ist ein merkwürdiges Phänomen, das jahrelang niemand erklären konnte: Wenn man einer dünnen Schicht des Materials Wolfram-Diselenid Energie zuführt, dann...

Im Focus: Wie sich Reibung bei topologischen Isolatoren kontrollieren lässt

Topologische Isolatoren sind neuartige Materialien, die elektrischen Strom an der Oberfläche leiten, sich im Innern aber wie Isolatoren verhalten. Wie sie auf Reibung reagieren, haben Physiker der Universität Basel und der Technischen Universität Istanbul nun erstmals untersucht. Ihr Experiment zeigt, dass die durch Reibung erzeugt Wärme deutlich geringer ausfällt als in herkömmlichen Materialien. Dafür verantwortlich ist ein neuartiger Quantenmechanismus, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift «Nature Materials».

Dank ihren einzigartigen elektrischen Eigenschaften versprechen topologische Isolatoren zahlreiche Neuerungen in der Elektronik- und Computerindustrie, aber...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

VR-/AR-Technologien aus der Nische holen

18.10.2019 | Veranstaltungen

Ein Marktplatz zur digitalen Transformation

18.10.2019 | Veranstaltungen

Wenn der Mensch auf Künstliche Intelligenz trifft

17.10.2019 | Veranstaltungen

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

Insekten teilen den gleichen Signalweg zur dreidimensionalen Entwicklung ihres Körpers

18.10.2019 | Biowissenschaften Chemie

Volle Wertschöpfungskette in der Mikrosystemtechnik – vom Chip bis zum Prototyp

18.10.2019 | Physik Astronomie

Innovative Datenanalyse von Fraunhofer Austria

18.10.2019 | Informationstechnologie

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