Durch den Nachweis der Elektrolumineszenz bei Geräten mit Terahertz-Frequenzen auf Silizium- und Germaniumbasis konnte ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu einem siliziumbasierten Laser erzielt werden. Ein internationales Team aus Wissenschaftlern des Leibniz-Instituts für innovative Mikroelektronik (IHP) konnte erstmals die THz-Lichtemission von Quantenstrukturen des n-Typs aus Germanium und Silizium nachgewiesen, das am häufigsten verwendete Material elektronischer Geräte. Das Ergebnis der Demonstration wurde in den Applied Physics Letters in der Ausgabe vom 8. März veröffentlicht (D. Stark et al., “THz-Intersubband-Elektrolumineszenz aus…

Wie aus Abfall im Bauwesen etwas Neues und Nützliches entsteht, zeigt das EU-Projekt SeRaMCo. Als Lead Partner im Verbund hat die TU Kaiserslautern vier Jahr lang marktfähige Lösungen zur Rezyklierung und Wiederverwendung von Bau- und Abbruchmaterial für Bauwerke erforscht. Pilotobjekte zeugen davon, dass Bauen mit Fertigteilen aus Beton, der auf rezyklierter Gesteinskörnung basiert, innovativ und nachhaltig zugleich ist. Damit ist die Grundlage geschaffen, den ökologischen Fußabdruck der Bauindustrie zu verringern. „Etwa die Hälfte der in Europe vorhandenen Primärrohstoffe, darunter Ton…

Nur wenige Atomlagen bestimmen, ob eine Oberfläche wasserabweisend, bedruckbar, lackierbar, haftend oder antibakteriell ist. Die Oberfläche vieler Produkte wird deshalb gezielt verändert. Dank eines neuen Röntgenphotoelektronen-Spektrometers kann das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP Oberflächen nun noch genauer analysieren, was bei der Entwicklung eines Prozesses oder bei der Fehleranalyse hilfreich ist. Firmen und Partner profitieren nicht nur von den neuen analytischen Fähigkeiten am Fraunhofer IAP, sondern auch von der extensiven Expertise in der Materialentwicklung, was die Interpretation der Daten und die…

Das Ferdinand-Braun-Institut, SweGaN AB und die University of Bristol kooperieren im Rahmen des von der Europäischen Weltraumorganisation ESA geförderten Kassiopeia-Projekts. Die Teams bündeln ihre Expertise, um hochleistungsfähige GaN-MMICs (monolithisch integrierte Mikrowellenschaltungen) für das Ka-Band zu entwickeln. Zu den Anwendungen für diese Bauelemente gehören Beam-Steering-Antennen für die Satellitenkommunikation und Radaranwendungen. Im März ist das Kassiopeia-Projekt gestartet, um eine Wertschöpfungskette mit international führender, nur in Europa verfügbarer Technologie zu etablieren. Das vom Berliner Ferdinand-Braun-Institut (FBH) geleitete Konsortialprojekt will eine vollständig unabhängige europäische…

Bioinspirierte Zellulose-Nanofibrillen lassen sich durch Strom steuern – Festigkeit und Steifheit kann über elektrischen Schalter moduliert werden Die Materialwissenschaft nimmt sich gerne die Natur zum Vorbild und die besonderen Eigenschaften von Lebewesen, die man vielleicht auch auf Werkstoffe übertragen könnte. Einem Forschungsteam um den Chemiker Prof. Dr. Andreas Walther von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) ist es gelungen, Materialien mit einer bioinspirierten Eigenschaft auszustatten: Hauchdünnes, steifes Nano-Papier wird auf Knopfdruck augenblicklich weich und elastisch. „Wir haben das Material mit einem…

Schwere Zeiten für Einbrecher und Panzerknacker: Empa-Forschende haben ein unsichtbares “Schlüsselloch” aus gedruckter, transparenter Elektronik entwickelt. Nur Eingeweihte wissen, wo der Zugangscode einzugeben ist. Auf den ersten Blick wirkt die Idee von Empa-Forscherin Evgeniia Gilshtein unscheinbar – oder genauer gesagt: unsichtbar. Was zunächst wie eine simple Klarsichtfolie aussieht, verbirgt in sich ein ganz neues Mass an Sicherheit. Denn auf das transparente Trägermaterial sind unsichtbare Schaltflächen gedruckt, deren Position nur Eingeweihten bekannt ist. Derartige Schaltungen können beispielsweise als Zugangscode mit einem…

Solarzellen aus kristallinem Silizium erreichen Spitzenwirkungsgrade, insbesondere in Verbindung mit selektiven Kontakten aus amorphem Silizium (a-Si:H). Ihre Effizienz wird jedoch durch Verluste in diesen Kontaktschichten begrenzt. Nun hat erstmals ein Team am HZB und der University of Utah, USA, experimentell gezeigt, wie solche Kontaktschichten auf der Nanometerskala Verlustströme generieren und was deren physikalischer Ursprung ist. Mit einem leitfähigen Atom-Kraftmikroskop tasteten sie die Solarzellenoberflächen im Ultrahochvakuum ab, und wiesen winzige, nanometergroße Kanäle für die nachteiligen Dunkelströme nach, die auf Unordnung in…

Durch das Reduzieren von Fehlerraten die Lebensdauer elektronischer Komponenten deutlich erhöhen: Dieses Ziel verfolgt die europäische Forschungsinitiative Intelligent Reliability 4.0 (iRel40). Die beteiligten Partner aus dreizehn Ländern wollen dafür die Zuverlässigkeit entlang der gesamten Wertschöpfungskette optimieren – vom Wafer über den Chip und sein Package bis hin zum kompletten System. Das Fraunhofer IIS/EAS in Dresden entwickelt hierfür Simulationen, mit denen Elektronikdesign-Teams zukünftig effizient potenzielle Zuverlässigkeitsprobleme von Halbleitern und Systemen bewerten können – und das bereits vor ihrer Fertigung. Das Projekt…

Fraunhofer IAO veröffentlicht Handreichung, wie Kommunen Parkraum effizienter managen können. Im Netzwerk »Datengestütztes Parkraummanagement« hat das Fraunhofer IAO gemeinsam mit Projektpartnern erörtert, wie datengestütztes Parkraummanagement zur effizienten Nutzung kommunaler Flächen beitragen kann. Die nun erschienene Handreichung fasst die wesentlichen Erkenntnisse und Handlungsempfehlungen für kommunale Akteure zusammen und zeigt auf, wie die Einführung in der Praxis gelingt. Die Städte von morgen brauchen Platz. Platz für Busspuren, Fahrrad- und Fußgängerwege, E-Ladesäulen, Grün- und Retentionsflächen, sozialen Wohnungsbau und Frischluftschneisen. Doch woher soll der…

Wenige Stunden statt Wochen Neues Inspektionssystem misst Folienqualität für Organische Elektronik schnell und ortsaufgelöst per KI und HSI Weltweit arbeiten Forscher daran, organische Leuchtdioden, Solarzellen und Schaltkreise durch bessere Spezialfolien gegen Luftfeuchtigkeit und andere schädliche Umwelteinflüsse zu schützen. Das soll die Bauteile der Organischen Elektronik robuster und somit langlebiger machen. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden stellt auf der Fachmesse »LOPEC« im März 2021 ein Verfahren vor, das künftig schon während der Produktion die Qualität dieser Barrierefolien überprüft…

Innovatives biotechnologisches Verfahren löst Gallium aus Industrieabwässern Gallium ist ein seltenes, aber in der High-Tech-Industrie viel verwendetes Metall. Dieser krasse Gegensatz macht Recycling unabdingbar. Bisherige Verfahren sind allerdings kostenintensiv und chemisch belastet. Biotechnologische Ansätze nutzen daher Peptide, da sie in der Lage sind, metallische Partikel, Mineralien und Metallionen umweltschonend zu binden und gezielt voneinander zu unterscheiden. Wissenschaftler*innen des Helmholtz-Instituts Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) konnten nun zeigen, dass sich ein Peptid-basiertes Material für die Gewinnung von Gallium…

360°-Echtzeiterfassung Um beim automatisierten Fahren die höchste Sicherheitsstufe gewährleisten zu können, wurden im Projekt KoRRund Radarmodule entwickelt, die relativ frei am Fahrzeug positioniert werden können und eingebunden in ein Sensornetzwerk die 360°-Rundumsicht ermöglichen. So können sie ihr Umfeld in Echtzeit und aus allen Perspektiven gleichzeitig analysieren. Für diese lückenlose Abbildung der Umgebung entwickelten Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer IZM zusammen mit Projektpartnern Packagingverfahren für zuverlässige Radarsensoren mit revolutionären Freiformflächen, mit denen jede Antennenform und Anbringung am Fahrzeug künftig realisierbar wird….

Forschende der Empa und der ETH Zürich haben Holz in einen Mikro-Generator verwandelt. Wenn es belastet wird, entsteht eine elektrische Spannung. So kann das Holz als Bio-Sensor dienen – oder Energie erzeugen. Der allerneuste Clou: Damit das Verfahren ohne aggressive Chemikalien auskommt, übernehmen in der Natur vorkommende, holz-abbauende Pilze die nötige Modifikation. Dass Holz nicht nur als Baumaterial genutzt werden kann, hat das Team um Ingo Burgert an der Empa und der ETH Zürich schon öfter bewiesen. In den Forschungsarbeiten…

30 Jahre ASDEX Upgrade Betriebsweisen für JET, ITER und DEMO entwickelt / einzige Wolfram-Maschine weltweit Am 21. März 1991 erzeugte die Experimentieranlage ASDEX Upgrade im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching das erste Plasma. Aufgabe dieser leistungsstärksten nationalen Fusionsanlage vom Typ Tokamak in Europa ist es, Kernfragen der Forschung unter kraftwerksähnlichen Bedingungen zu untersuchen. Seit nunmehr 30 Jahren erarbeitet ASDEX Upgrade Plasmaszenarien für JET, ITER und ein Fusionskraftwerk. Ein ab Mitte 2022 geplanter Umbau soll die Anlage für die Zukunft…

Ein Team des Zentrums für Grenzflächendominierte Höchstleistungswerkstoffe sucht in atomaren Mischungen vieler unterschiedlicher Elemente neue Hochentropielegierungen, die für viele Anwendungen vielversprechend sind. Materialien, die aus fünf oder mehr Elementen in annähernd gleicher Menge zusammengesetzt sind, könnten helfen, bisherige Grenzen zum Beispiel bei der Katalyse zu überwinden. Theoretisch gibt es Millionen Kombinationsmöglichkeiten – eine Herausforderung liegt darin, die richtigen zu finden. Dabei wählt ein Forschungsteam um Prof. Dr. Alfred Ludwig, Inhaber des Lehrstuhls Neue Materialien und Grenzflächen der RUB, einen unkonventionellen…

Einem Team um die Physiker Christoph Utschick und Prof. Rudolf Gross von der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, eine Spule aus supraleitenden Drähten herzustellen, die Leistungen von mehr als fünf Kilowatt kontaktlos und ohne große Verluste übertragen kann. Vielfältige Anwendungen in autonomen Industrierobotern, Medizingeräten, Fahrzeugen oder sogar Flugzeugen sind damit denkbar. Bei kleinen Geräten wie Mobiltelefonen oder elektrischen Zahnbürsten hat sich die kontaktlose Energieübertragung bereits zur Schlüsseltechnologie für das Laden der Akkus entwickelt. Auch für große elektrische Maschinen…