Fotos: Blitzschnell erfassen: Messungen in 0,000 000 000 020 Sekunden Was ein Diamant alles kann Die CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH entwickelt winzige Siliziumsensoren. Für Industrie, Medizintechnik, Klimaschutz, Wasserstoffwirtschaft und Elektromobilität entstehen hier Anwendungen. Die Basis dafür ist Silizium – ein typisches Material in der Mikrosystemtechnik. Für die Sensorik ist künstlich hergestellter Diamant ein spannendes Material. Dessen Struktur ähnelt der von Silizium sehr. Da Diamant auch absichtlich verunreinigt werden kann, eröffnet sich so technologisch ein Spektrum faszinierender Eigenschaften und Möglichkeiten. Ein Beispiel: Mit Stickstoff verunreinigter Diamant erzeugt besondere Farbeffekte, die auf Laserlicht reagieren. Dadurch werden physikalische Effekte beobachtet, die ausschließlich durch die Quantenphysik erkennbar sind. Am CiS Forschungsinstitut wird spezieller künstlicher Diamant in Mini-Sensorsysteme verbaut, um die Stärke von Magnetfeldern zu messen. Diamantplättchen werden mit grünem Licht bestrahlt, die ihrerseits rotes Licht aussenden. Die Intensität des roten Lichts lässt auf die Stärke des äußeren Magnetfeldes schließen. Lasst uns gemeinsam das besondere Ereignis des Farbwechsels in einem kleinen Diamant-basierten Magnetfeldsensors bestaunen. CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH Konrad-Zuse-Straße 14, Erfurt Sensoren und viele weitere Technikanwendungen sollen auf möglichst wenig Platz möglichst viel leisten. Das IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme unterstützt Unternehmen, international erfolgreiche Innovationen für Gesundheit, Umwelt und Industrie auf den Weg zu bringen und begleitet sie von der Machbarkeitsstudie bis zur Serienreife. Für zukünftige Anwendungen mit Quantensensoren ist es z.B. notwendig, einzelne Photonen in elektrische Signale zu wandeln. Das geht zwar heute schon, aber oft nur mit großen und aufwändigen Kühlsystemen. Ob das auch bei Raumtemperatur funktioniert und mit winzigen Einzelphotonendetektoren, die sich wie Mikroelektronik-Chips in Masse produzieren lassen, daran forscht das IMMS gerade. Der Fokus liegt dabei auf Quanten-basierten Anwendungen, die eine sehr hohe Lichtempfindlichkeit oder exakte zeitliche Messung erfordern, wie z.B. in der Medizintechnik. So sind Messungen etwa 5 Milliarden Mal schneller als ein Wimpernschlag möglich – das IMMS schafft das mit den Einzelphotonendetektoren also in etwa 20 Pikosekunden, das sind 0,000 000 000 020 Sekunden. Erlebt in verschiedenen Experimenten, wie Sensoren und Mikroelektronik angewendet werden und seht, wo die Forschung noch hinmöchte. IMMS GmbH Konrad-Zuse-Straße 14, Erfurt Physik, Technik, Elektronik Physik, Technik WiYou . Wirtschaft und Du . Ausgabe 1 2023
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