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Nr. 94, 31.03.2018  voriger  Übersicht  weiter  REIHEN  SUCHE  Feedback 

Wo die Industrie experimentiert

Mit seinem Reinraum sorgt das Kompetenzzentrum Nanosystemtechnik nicht nur für eine Hightech-Ausstattung der Kieler Nanoforschung. Es ermöglicht auch Unter­nehmen, neue Materialien zu testen – zum Beispiel für Mikrolautsprecher.


Auf Siliziumscheiben entwickelt Simon Fichtner im Reinraum des Kompetenzzentrums Nanosystemtechnik Bauteile für neuartige Lautsprecher-Chips. Foto: Siekmann/CAU

In Kopfhörern, Smartphones oder Tablets sorgen winzige Lautsprecher-Chips für den richtigen Sound. An einer neuen Generation dieser Mikroelektronik arbeitet das Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie (ISIT) in Itzehoe gemeinsam mit Materialwissenschaftler Simon Fichtner. »Das Ziel sind energie­effiziente und kostengünstige Lautsprecher mit einer besseren Klangqualität und einer längeren Batterielaufzeit«, erklärt der Doktorand am Institut für Materialwissenschaften der Uni Kiel.

Als Antrieb nutzen sie zum ersten Mal sogenannte piezoelektrische Materialien, die sie im Reinraum des Kompetenzzentrums Nanosystemtechnik an der Technischen Fakultät entwickeln. Diese Materia­lien dehnen sich durch elektrische Signale, wodurch sie die darunter liegende, Schall erzeugende Membran bewegen. Sie funktionieren also wie ein kleiner Motor. Derartige Chip-Lautsprecher könnten konventionelle elektrodynamische Mikrolautsprecher ersetzen und langfristig auch in medizinischen Hörgeräten zum Einsatz kommen.

Neuartige Mikrolautsprecherchips entwickelt das Fraunhofer-Institut ISIT zusammen mit dem Kompe­tenzzentrum Nanosystemtechnik. Foto:  ISIT

Um solche Bauelemente für die Mikrosystemtechnik herzustellen, hat das ISIT zwar auch einen eigenen Reinraum. Genau wie in der Industrie ist jedoch klar vorgeschrieben, welche Prozesse in diesen Speziallaboren mit fast staubfreier Luft durchgeführt werden dürfen. Reinräume an Universitäten können dagegen flexibler genutzt werden. Für Bernhard Wagner, den stellvertretenden Leiter des ISIT, ist das einer der Hauptvorteile der Zusammenarbeit mit dem Kieler Kompetenzzentrum.

»An der Uni haben wir die Möglichkeit, abseits der strengen Regle­mentierungen des produktionsnahen ISIT-Reinraums, ganz neue Mate­rialien zu entwickeln. Hier können wir wirklich experi­men­tieren«, so Wagner, der gleichzeitig Professor für Materialien und Prozesse der Nanosystemtechnik an der CAU ist. Gerade für kleinere Unternehmen sei das weitaus günstiger als der Unterhalt eines eigenen Reinraums.

»Piezoelektrische Sensoren und Antriebselemente auf Mikrochip-Basis haben ein hohes Markt­poten­zial«, so Professor Eckhard Quandt, Leiter des Kompetenzzentrums. Diese besonderen Schich­ten herzustellen, gehört zu den Stärken der Hightech-Einrichtung. Gefördert wird sie von der Europäischen Union sowie vom Bund und dem Land Schleswig-Holstein. Davon profitiert nicht zuletzt auch der Nachwuchs, schließlich werden dort hochqualifizierte Fachkräfte für Wissenschaft und Industrie aus­gebildet – sogar Ausgründungen im Bereich Dünnschichttechnologie und Funktionale Materialien sind bereits entstanden. »Förderungen wie diese stärken auch den Forschungs- und Industriestandort Schleswig-Holstein«, sagt Quandt.

Grundlagenforschung über das Kompetenzzentrum in die Anwendung zu bringen, macht auch für Ficht­ner den besonderen Reiz seines Promotionsprojekts aus: »Zu neuen technischen Standards beizu­tragen, das ist wirklich spannend.« Bis die Mikrolautsprecher auf den Markt kommen, könnte es nicht mehr lange dauern. »Die enge Verzahnung von Grundlagenforschung an der Uni, Entwicklung am ISIT und Produktion zusammen mit Firmen beschleunigt die Produktentwicklung«, betont Wagner. »Für den Markt ist das ganz entscheidend.« Er schätzt, bereits in zwei bis drei Jahren könnten die Lautsprecher kommerziell angeboten werden.

Julia Siekmann

www.kompetenzzentrum-nanosystemtechnik.uni-kiel.de
Kompetenzzentrum Nanosystemtechnik
Neuartige Solartechnik, empfindliche Magnetfeldsensoren, medizinische Implantate oder superelas­tische Metalle sind nur einige der funktionalen Nanostrukturen, die im 300 Quadratmeter großen Reinraum bereits entstanden sind.
Der Reinraum ist das Herzstück des Zentrums. Modernste Geräte der Dünnschicht- und Ätztechnik sowie Lithographie stehen hier nicht nur der universitären Forschung zur Verfügung. Auch Unter­neh­men können sie nutzen, um neue Funktionsmaterialien zu testen. Das Fachpersonal berät und unterstützt dabei oder führt selbst Auftragsarbeiten durch. Das Zentrum selbst arbeitet als universitäre Einrichtung nicht gewinnorientiert. Seit 2016 wird es aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung mit rund drei Millionen Euro gefördert. (jus)
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