Das Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS aus Chemnitz präsentiert sich mit anderen Verbundsinstituten auf dem Gemeinschaftsstand. Gemeinsam mit dem Zentrum für Mikrotechnologien (ZfM) der TU Chemnitz betreibt das Fraunhofer ENAS die Entwicklung intelligenter Sensorsystem unter dem Motto "Smart Systems Integration mittels Mikro- und Nanotechnologien".

Bei Fraunhofer ENAS und ZfM stehen im Mittelpunkt der Ausstellung Sensoren und Aktoren, Technologien zum Aufbau und Integration von Sensoren sowie Sensorsysteme zur Erfassung verschiedener Messwerte. Die Besucher können Live-Messungen eines hochpräzisen Beschleunigungssensor und eines 2D-Magnetfeldsensors direkt am Ausstellungsstand durchführen.

MEMS Active Probe zur Charakterisierung von MEMS auf Wafer- und Chip-Ebene

Zur Charakterisierung von MEMS auf Wafer- und Chipebene wurde am Fraunhofer ENAS eine MEMS Active Probe entwickelt. Die Herstellung von MEMS im Batch Prozess stellt die Charakterisierung derselben vor eine große Herausforderung vor allem, wenn eine 100-Prozent-Prüfung notwendig ist. Für den Funktionstest vieler mikromechanischer Strukturen ist die Erfassung der mechanischen Bewegung erforderlich. Eine Kapazitätsänderung-zu-Spannungswandlung (C/V Conversion) ist eine preiswerte und praxisnahe Lösung. Um das Signal-Rausch-Verhältnis optimal zu gestalten, wurde die MEMS Active Probe in einer MEMS-nahe Anordnung aufgebaut. Sie ermöglicht es, die in-plane-Bewegung der mikromechanischen Elemente elektrisch zu erfassen und zu charakterisieren. Die MEMS Active Probe ist für einen Frequenzbereich bis 200 kHz ausgelegt (3 dB) und die Empfindlichkeit beträgt 90 mV/nA. Sie wird zur dynamischen Messung kleiner Ströme von Piko- bis Nanoampere verwendet.

Präzise Inertialsensoren in AIMTechnologie

Der hochpräzise kapazitive Beschleunigungssensor ist in der am ZfM entwickelten AIM-(Airgap Insulation of Microstructures)-Technologie hergestellt worden. Diese Sensoren werden heute durch die Firmen GEMAC und der First Sensor AG vermarktet. Um die Sensoren einzusetzen, arbeitet das ZfM der TU Chemnitz gemeinsam mit der GEMAC und Lenord+Bauer im Forschungsprojekt »Entwicklung eines mikrotechnisch aufgebauten intelligenten Sensor- und Monitoringsystems zur Fahrgestellüberwachung und Vermeidung von Entgleisung im Schienenverkehr« (MikroMonitor), welches durch das BMBF gefördert wird.

2D-GMR-Magnetfeldsensor

Der am Fraunhofer ENAS entwickelte 2D-Magnetfeld basiert auf dem GMR-Effekt und nutzt metallische Nanoschichtsysteme und zeichnet sich durch sehr niedrigen Energieverbrauch und einen beispiellosen Grad an Miniaturisierbarkeit aus. Der Sensor selbst hat eine Größe von 960 μm mal 600 μm. Das Sensormaterial, das aus diesen strukturierten Schichtsystemen besteht, wird mithilfe eines Laserstrahls gezielt modifiziert, sodass eine bestimmte magnetische Struktur mikroskopisch in das Sensormaterial dauerhaft eingeprägt wird. Der Modifizierungsprozess wurde am Laserinstitut der Hochschule Mittweida entwickelt. Magnetfeldsensoren ermöglichen eine kontaktlose, hochgenaue und zuverlässige Messung von Abständen, Geschwindigkeiten und Winkeln, selbst unter höchst anspruchsvollen Betriebsbedienungen wie heißen Ölbädern in Motoren, extraterrestrischen Atmosphären oder im menschlichen Körper. Quelle: Fraunhofer-Einrichtung für Elektronische Nanosysteme ENAS