Kopf
Navigation
Inhalt

Kompetenzen ILT

Fraunhofer Allianz Nanotechnologie
 

Laserstrahlbehandlung nanopartikulärer Werkstoffe:
Neuartige, auf nanopartikulären Werkstoffen basierende Verfahren werden in den letzten Jahren zunehmend zur Herstellung funktionaler Schichten eingesetzt. Die verwendeten Nano-Dispersionen beziehungsweise Sol-Gel-Gemische werden mittels drucktechnischer Verfahren ortsselektiv auf ein Substrat aufgebracht. Allerdings müssen die Schichten (typische Dicken 0,1 - 5 µm) zur Ausbildung einer kristallinen Schicht thermisch bei Temperaturen von bis zu 1000°C im Ofen nachbehandelt werden. Aufgrund der hierbei auftretenden hohen thermischen Belastung ist eine Beschichtung von empfindlichen Substraten nicht möglich. Der Laserstrahl bietet die Möglichkeit, sehr kurze Wechselwirkungszeiten mit dem zu bearbeitenden Werkstück zu realisieren und damit die Belastung der Substrate signifikant zu reduzieren. Die Kombination aus nasschemischen Verfahren und Laserbearbeitungsverfahren eröffnet die Möglichkeit, den gesamten Beschichtungsprozess in eine Inline-Fertigungsanlage zu integrieren und somit den Durchsatz von beschichteten Bauteilen in der Produktion signifikant zu erhöhen.
Anwendungsbeispiele sind transparente, leitfähige Schichten auf Basis nanopartikulären Indiumzinnoxids (ITO) und oxidkeramische Verschleißschutzschichten auf anlassempfindlichen Stählen.

Laserstrahlbehandlung einer Nanoschicht für den Verschleißschutz
Bild: Laserstrahlbehandlung einer Nanoschicht für den Verschleißschutz
   

Laser-Nanostrukturierung:
Funktionale Oberflächen erfordern häufig Strukturen, welche die intrinsischen Eigenschaften der Werkstoffe verstärken bzw. aufgrund ihrer Dimension einen besonderen Effekt hervorrufen.
Bei optischen Funktionen, beispielsweise Oberflächen- und Volumengittern, biologischen Funktionen, wie zum Beispiel Zellleitstrukturen und analytischen Funktionen mit chemischen Koppelarealen sind Nanostrukturen erforderlich, die sich reproduzierbar mit hoher Geschwindigkeit erzeugen lassen. Hierfür wurde eine neue Mehrstrahl-Interferenztechnik entwickelt, mit der periodische Oberflächenstrukturen im Bereich 100 nm - 500 nm erzeugt werden können.

Schematische Darstellung Dreistrahlinterferenz - zur Vergrößerung bitte auf das Bild klicken Laserstrukturierte PEEK Folie
  Bilder: Schematische Darstellung Dreistrahlinterferenz (links) und Laserstrukturierte PEEK Folie (rechts)
 

Laserspektroskopische Analyse luftgetragener Nanopartikel:
Untersuchungen von Industrieprozessen zeigen, dass die Zusammensetzung von Partikeln stark mit der Größe variiert und für den einzelnen Prozess charakteristisch ist. Damit lassen sich "Fingerabdrücke" der Prozesse erstellen, die eine Zuordnung von Emissionsquellen ermöglichen. Durch das schnelle zeitliche Ansprechverhalten eines am ILT entwickelten Demonstratorsystems ist das Verfahren auch für die online Prozesskontrolle geeignet. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise die Zusammensetzung von Nanopartikeln direkt im Herstellungsprozess untersucht werden. Das Verfahren kann universell auch in anderen Industriebereichen, in denen Prozessstäube eine Rolle spielen, eingesetzt werden.


Bild: Demonstrator zur Analyse nanoskaliger Partikel
 

Entwicklung von Ultrakurzpulslasern:
Ultrakurzpulslaser mit Pulsdauern unterhalb einer Pikosekunde finden nicht nur in Wissenschaft und Forschung, sondern auch in der Industrie immer größere Verbreitung.
Die Erzeugung, Charakterisierung und Anwendung ultrakurzer Laserpulse ist am Fraunhofer- Institut für Lasertechnik ILT seit über zehn Jahren Gegenstand der Forschung. Wir unterstützen unsere Kunden bei Auslegung, Simulation und Prototypenbau von der Strahlquelle über Strahlmanipulation in Ort und Zeit bis hin zur Anwendungsadaption.

Gepulster Hochleistungslaser mit regenerativem Verstärker und INNOSLAB Leistungsverstärker
Bild: Gepulster Hochleistungslaser mit regenerativem Verstärker und INNOSLAB Leistungsverstärker
 

XUV-Quellen - Technologie:
Gasentladungsplasmen sind kompakte und kostengünstige Strahlungsquellen im extremen Ultraviolett und weichen Röntgenbereich mit hoher mittlerer Leistung. Der Einsatz solcher Quellen ermöglicht die Realisierung von kompakten Geräten zur Strukturierung und Analyse auf der Nanometerskala. Die Arbeiten am Fraunhofer ILT zielen auf Aspekte wie Leistungsskalierung, Standzeit und Integration solcher Quellen in Systeme ab. Den Schwerpunkt bildet die Arbeit an Strahlungsquellen für 13,5 nm für den späteren Einsatz in der EUV-Lithografie.

XUV-Quellen - Technologie
Bild: Kompakter Laboraufbau basierend auf einer Gasentladungsquelle für
Belichtung von Wafern bis 2 Zoll Größe mit EUV-Strahlung

"Laserbehandlung von Nanoschichten" als PDF-Datei (810 KB) herunterladen

"Themenbroschüre Instandsetzung" als PDF-Datei (320 KB) herunterladen

"Mikrostrukturierung mit Laserstrahlung" als PDF-Datei (200 KB) herunterladen

 

zurück zur Übersichtsseite "Kompetenzen der beteiligten Institute"

zur Homepage des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik in Aachen

 

Inhalt Ergänzungen

 

Downloads

aktuelle Downloads finden Sie hier

 

Fuss
 
  • ©  Fraunhofer Allianz Nanotechnologie
  • Kontakt
  • Impressum
  • Datenschutz
  • nach oben