Quantentechnologien
Die Quantentechnologie stellt eine der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts dar. Die Expertise der Arbeitsgruppe in diesem Kontext umfasst mikro- und nanotechnologisch gefertigte Quantensysteme und optische Systeme, unter anderem für die Bereiche der Quantenmetrologie und der Geodäsie. In diesem Kontext kommen zunehmend auch polymerbasierte Substratwerkstoffe und die damit einhergehenden relevanten Prozesse zum Einsatz. Der Fokus liegt hierbei neben der Grundlagenforschung auch auf dem Übergang hin zum kommerziellen Produkt. Der Weg vom Laborbetrieb hin zur mobilen Anwendung im Feld oder an Bord von Flugzeugen oder Satelliten bedingt eine Miniaturisierung des Gesamtsystems. Die Vision besteht in der Weiterentwicklung vom Mikro-Elektro-Mechanischen-System (MEMS) hin zu einem Mikro-Quanten-System (MQS), in dem alle benötigten Funktionen für den Betrieb eines Quantensystems vereint sind. Neben der Kernkomponente (z.B. Atomchip) gehören dazu auch sämtliche peripherischen Systeme.
Im Kontext der Digitalisierung spielt die Erfassung von Prozessdaten in einer modernen Produktionsumgebung eine zentrale Rolle. So gelingt es einerseits im Rahmen der Grundlagenforschung ein tieferes Verständnis für den technischen Prozess zu erlangen und weiterhin die Prozessparameter im Hinblick auf eine ressourceneffiziente Produktion zu optimieren. Die maßgeschneiderte Entwicklung von neuartigen Sensoren als Bindeglied zwischen dem Prozess und der digitalen Welt ist daher eine der Kernaufgaben des Arbeitsbereichs der Mikro- und Nanointegration.
Weiterhin sind biomedizinische Applikationen Inhalt der Forschung, denen magnetische Sensor- und Aktortechnologien als Grundlage dienen. Hierzu gehört etwa die Integration von Drucksensorik in flexible gewebeähnliche und biokompatible Werkstoffe oder die Anregung der menschlichen Cochlea als Hörhilfe.
Darüberhinaus fallen aber auch allgemeine Themen der Magnetik in unseren Bereich wie etwa der Aufbau von Mikroinduktivitäten, Transformatoren und Messsystemen bzw. -instrumenten, wobei wir bevorzugt anwendungsorientiert forschen und daher die Nähe zur Industrie suchen.
Diamant besitzt eine Reihe einzigartiger Materialeigenschaften wie z.B.: hervorragende Biokompatibilität, Härte, Verschleißfestigkeit, Transparenz, chemische Stabilität und thermische Leitfähigkeit. Darüber hinaus gewinnt Diamant als Funktionsmaterial in MOEMS, MEMS und NEMS mit maßgeschneiderten optischen und elektrischen Eigenschaften mehr und mehr Bedeutung in der Grundlagenforschung. Anwendung finden diese in Biosensoren, transparenten Elektroden, fotochemischen Systemen und quantenoptischen Bauelementen. An der LUH und MHH hat sich eine interdisziplinare Allianz (HARD) aus herausragenden Instituten, Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern gebildet, die einen hochwertigen Beitrag in der applikationsorientierten Forschung an diamantfunktionalisierten Bauelementen und Systemen haben. Durch den Einsatz von Diamant werden die bestehenden Forschungsschwerpunkte und die koordinierten Forschungsvorhaben durch eine spezielle Infrastrukturmaßnahme gestärkt, sodass zukünftige Innovationssprünge durch die Integration von Diamant als Funktionsmaterial in den beteiligten Forschungsdisziplinen gesichert sind. Dieses wird durch die Beschaffung und Inbetriebnahme einer Produktionslinie zur Herstellung, Strukturierung, Funktionalisierung und Integration von Diamantschichten erfolgen, welche perspektivisch in bestehenden und zukünftigen Systemen höhere Performance und neuartige Funktionen ermöglichen.
