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Sachsen falten 3D-Elektronik mit Magnet-Origami

Reinraum für die Herstellung dünner Schichten für die Mikroelektronik. Foto: Jürgen Lösel/IFW Dresden

Reinraum für die Herstellung dünner Schichten für die Mikroelektronik. Foto: Jürgen Lösel/IFW Dresden

Forscher aus Chemnitz und Dresden kommen mit neuem Verfahren auf 90 % Ausbeute

Dresden/Chemnitz, 8. Juli 2019. Sächsische Ingenieure und Nanotechnologen haben eine Magnet-Origamitechnik entwickelt, um hauchdünne Mikroelektronik dreidimensional zu falten – und damit mehr Schaltungen auf kleinstem Raum unterzubringen. Das haben heute die TU Chemnitz und das Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung (IFW) Dresden mitgeteilt.

Computerchips sollen sich in Zukunft selbstbauen

Dahinter steht der Wunsch nach Computerchips und Sensoren, die sich nach einem einmal vorgegeben Bauplan selbst organisieren. Diese selbstorganisierenden Konstruktionsprinzipien sind der Natur abgeschaut, insbesondere den Erbgut-Molekülen. Zwar haben sich schon in der Vergangenheit zum Beispiel elektronische Nanomembranen im Labormaßstab selbst gefaltet. Dabei traten aber immer wieder Fehler auf, so dass die Ausschussquote hoch und die Ausbeute dieser Verfahren niedrig blieben.

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IFW Dresden:

Magnetfeld steuert Faltprozess

Daher haben Professor Oliver Schmidt und seine Kollegen eine Art magnetische Fernsteuerung in den Prozess eingebaut. Durch von außen angelegte Magnetfelder gelang es ihnen dabei, die Falt- und Wickelprozess von Nanomembranen genauer zu steuern. Beispielhaft stellten sie so dreidimensionale Mikro-Energiespeicherelemente her – und erreichten Ausbeute über 90 Prozent.

Prof. Dr. Oliver G. Schmidt vom Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden. Foto: privat

Prof. Dr. Oliver G. Schmidt vom Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden. Foto: privat

Ziel ist nun eine Massenproduktion

„Mit dieser Methode haben wir ein großes Problem der 3D-Herstellung von Architekturen aus mikroelektronischen Nanomembranen gelöst“, betonte Prof. Schmidt, der an der T Chemnitz und am IFW Dresden tätig ist. „Die Herstellung kann durch die magnetische Origami-Methode nun zuverlässig durchgeführt werden und hochleistungsfähige mikroelektronische Bauelemente erzeugen.“ Die Wissenschaftler wollen sich nun darauf konzentrieren, das Verfahren für eine Massenproduktion tauglich zu machen.

Autor: hw

Quellen: IFW Dresden, TU Chemnitz

Der Artikel dazu in der Fachzeitschrift:

F. Gabler et al.: Magnetic origami creates high performance micro devices, Nature Communications 2019. DOI: 10.1038/s41467-019-10947-x