Mikrosysteme aus Nanodiamant

Um immer höhere Datenraten möglichst schnell zu übertragen und Down- oder Uploads per Smart-Phone zu beschleunigen, müssen die Arbeitsfrequenzen zukünftig in den GHz-Bereich verschoben werden. Vorraussetzung hierfür sind Materialien, die der hohen Schwingungsbelastung in diesem Frequenzbereich standhalten. Diamant gilt als vielversprechend, da er das härteste technologierelevante Material ist und die begrenzten Schwingungseigenschaften von Silizium übertrifft.

Deshalb entwickelt das Fraunhofer IAF neuartige mikro-elektro-mechanische Systeme (MEMS) aus Diamant und Aluminium-Nitrid (AlN), die ihre hervorragenden opto-mechanischen und elektrischen Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen sowie in strahlungsaktiven Umgebungen behalten. Diese können optische und hochfrequente Schaltungen in den Bereichen Mikrooptik, Spektroskopie und Sensorik verbessern.

Hochfrequenz-MEMS-Komponenten aus Nanodiamant, hergestellt auf einem 3“-Silizium-Wafer.
© Foto Fraunhofer IAF

Hochfrequenz-MEMS-Komponenten aus Nanodiamant, hergestellt auf einem 3“-Silizium-Wafer.

Technische Daten

  • Hohe Güte (Q)
  • Höchste Schwingungsfrequenzen
  • Chemische Stabilität
  • Elektrisch adressierbar
  • Miniaturisierung
  • Kostengünstige Herstellung der AlN- und Nanodiamantschichten mittels Dünnschichtverfahren
  • Kompatibilität mit CMOS-Technologien
  • Monolithische Integration möglich