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1 Mini-Solarmodul »Mini-Modul«: Modellsystem eines kunststoffbasierten Solarmoduls Bild: Fraunhofer IWM Aufgabe Vereinfachung und Beschleunigung des Montageprozesses.

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1 1 Mini-Solarmodul »Mini-Modul«: Modellsystem eines kunststoffbasierten Solarmoduls Bild: Fraunhofer IWM Aufgabe Vereinfachung und Beschleunigung des Montageprozesses von PV-Modulen Ergebnis Solarmodul mit integrierten Funktionen in Leichtbauweise 3-Schicht-Aufbau: Thermoplastische Kunststoffscheibe Polyurethan-Reaktivsystem (Verkapselungsmaterial) GFK-Trägerstruktur © Fraunhofer IWM Halle Innovationen von Fraunhofer MATERIALS Energie & Umwelt

2 2 Si Quantenpunkte in einer SiC Matrix Si Quantenpunktschichten sollen als Si- kompatibles Material mit einer Bandlücke von 1.7eV in Tandemsolarzellen eingesetzt werden. Forschungsthemen Bandlücke von >1.1eV mit Si- Nanokristallen < 6 nm Elektrisch Leitfähige Matrix aus SiC Entwicklung einer Zellstruktur Entwicklung einer Tunneldiode zur monolithischen Verschaltung Optisches Confinement der Zellen © Fraunhofer ISE Innovationen von Fraunhofer MATERIALS TEM-Bild einer SiC Multilagenstruktur Messung des Si/C Gehaltes Energie & Umwelt

3 3 Photonische Kristalle für c-Si Solarzellen 1: Photonische Kristalle aus amorphem Siliciumkarbid als hocheffiziente Rückseitenstreuer für Silicium Solarzellen. Elektrisch leitfähige und optisch streuende Schichten sollen in eine Silicium Hocheffizienzsolarzelle integriert werden. Forschungsthemen Passivierung der c-Si Oberfläche Aufbringung von PMMA Kugeln und Infiltration derselben mit amorphem SiC Kontaktbildung mittels Laserprozessen Ergebnis Stromgewinn von 0.3 mA/cm 2 ohne Verluste in der offenen Klemmenspannung © Fraunhofer ISE Zukunftsthemen von Fraunhofer MATERIALS Energie & Umwelt

4 4 Rückseitengitter Verbesserte optische Eigenschaften gewinnen zunehmend an Bedeutung für stetig dünnere Solarzellen Das Konzept Gitterbeugung führt zu längeren Lichtwegen in der Solarzelle Dadurch erhöht sich die Absorption und Material kann eingespart werden Unser Ansatz Herstellung mittels Inteferenzlithographie und fortschrittlicher Prägetechniken Simulation mit selbstentwickelter Methodik Ergebnis Beugungsgitter sind ein vielversprechender Ansatz zur Verbesserung von Solarzellen © Fraunhofer ISE Gitter auf der Rückseite eines Silicium Wafers. Über dem Gitter befindet sich eine Schicht SiO 2 zur Passivierung sowie ein Aluminiumspiegel. Innovationen von Fraunhofer MATERIALS Eigenforschung Photonic-Si Energie & Umwelt

5 5 Photonische Kristalle für Solarzellen Photonische Kristalle weisen außergewöhnliche optische Eigenschaften auf und können auf vielfältige Weise zur Verbesserung von Solarzellen dienen Unsere Kompetenz Simulation photonischer Kristalle mit Hilfe wellenoptischer Methode Herstellung photonischer Strukturen mittels Interferenzlithographie Erarbeitung von Konzepten zum Einsatz photonischer Kristalle in Solarzellen Untersuchung und Charakterisierung photonischer Konzepte © Fraunhofer ISE Simulation des elektrischen Feldes innerhalb eines photonischen Kristalls Innovationen von Fraunhofer MATERIALS Energie & Umwelt

6 6 Hochkonversion niederenergetischer Photonen EQE einer Siliciumsolarzelle mit ausgedehntem Empfindlichkeitsbereich durch Hochkonversion. Im blauen Bereich soll ein zweites lumineszentes Material Photonen sammeln und im nutzbaren Bereich emittieren Photonen mit Energien unterhalb der Bandlücke werden von Solarzellen nicht genutzt Die Aufgabe Die niederenergetischen Photonen durch Hochkonversion in nutzbare Photonen umwandeln Ergebnis Der genutzte Spektralbereich wurde ausgedehnt Ein Effekt auf den Kurzschlussstrom einer Silicium Solarzelle wurde gezeigt Ausblick Durch Kombination mit einem zweiten lumineszenten Material soll der genutzte Spektralbereich weiter ausgedehnt werden © Fraunhofer ISE Innovationen von Fraunhofer MATERIALS, EU-Projekt Nanospec Energie & Umwelt

7 7 Lithium-Batterien: Material- und Zellentwicklung Verbesserte Materialien zur effizienten Energiespeicherung in Lithium-Batterien Herausforderung Reduzierung der Kosten und erhöhte Sicherheit sind Schlüssel für zukünftigen Einsatz von Li-Zellen Lösungsansatz Entwicklung kostengünstiger und zuverlässiger Zellkonzepte und Materialien Test von Batteriezellen unter Anwendungsbedingungen und Fehleranalyse © Fraunhofer IKTS Verbesserte Li-Batterien: von der Material- über Zellentwicklung bis zum anwendungsnahen Test Zukunftsthemen von Fraunhofer MATERIALS Energie & Umwelt

8 88 Zustandsüberwachung an Windkraftanlagen © Fraunhofer IZFP Innovationen von Fraunhofer MATERIALS Aufgabe Entwicklung von selbstdiagnostizierenden Strukturen (drahtlos, energieautark, strukturintegriert) für Verbundwerkstoffe Instrumentierung von Ermüdungstests Ergebnis Zustandsüberwachungssysteme (Structural Health Monitoring) basierend auf akustischen (aktiv, passiv) und schwingungsmechanischen Methoden Robuste Elektronik für die Langzeitüberwachung Akustische und optische Sensoren, Sensornetze mit Mikrocontroller und Signalverarbeitung Dynamischer Blatttest (Schallemission) Rotorblattprüfung auf dem Teststand bei der IMA GmbH Dresden Energie & Umwelt

9 9 Cellulosische Spinnfasern als Verstärkung Processing mit biobasierten Matrixpolymeren (z.B. PLA, PHB, Polysaccharidester) Vollständig biobasierte/ bioabbaubare Composite- Materialien und Bauteile Biobasierte Faserverbundwerkstoffe © Fraunhofer IAP Materialien und Technologien für die Zukunft Energie & Umwelt

10 10 Infrarot-aktive Fluoreszenzkonzentratoren 1: Prinzip eines Fluoreszenzkonzentrators 2: EQE von Fluoreszenzkonzentratorsystemen die zeigt, welche Spektralbereich noch ungenutzt sind Fluoreszenzkonzentratoren ermöglichen Sonnenlicht ohne Nachführung zu konzentrieren Die Aufgabe Der ausgenutzte Spektralbereich muss ins Infrarote ausgedehnt werden, um ausreichende Wirkungsgrade zu erzielen. Unser Ansatz Lumineszente Nanokristalle werden in transparente Matrixmaterialien eingebettet. An den Kanten werden angepasste Siliciumsolarzellen angebracht Challenge CODIS c E1E1 E2E2 Escape cone Reab sorption and emission Dye Radiation Solar cell Collector plate System 1 System 2 Zu nutzender Bereich Energie & Umwelt Zukunftsthemen von Fraunhofer MATERIALS © Fraunhofer ISE

11 11 ZfP für Faserverbundwerkstoffe © Fraunhofer IZFP Innovationen von Fraunhofer MATERIALS Aufgabe Qualitätssicherung im Leichtbau Entwicklungsbegleitende Prüfung Prüftechnik für den Einsatz vor Ort Ergebnis Wirbelstromprüfung auf Delaminationen und Impakts Volumenprüfung von CFK mittels akustischer Phased-Array-Technologie und Automation Thermographie Röntgentomographie und Laminographie Detektion von Poren in CFK mittels Röntgen Wirbelstromscanner für CFK-Rohgelege Thermographie an einem GFK-Rotorblatt Mobilität

12 12 Aufgabe Prognosefähige Simulationen des dynamischen Materialverhaltens von FVK Dynamisches Materialverhalten von FVK- Verbundmaterialien Innovation aus dem Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) in Crash-relevanten Bauteilen aufgrund des Leichtbaupotentials Ergebnis Entwicklung eines prognosefähigen numerischen Materiamodells für FVK Berücksichtigung der faserinduzierten Anisotropie Materialcharakterisierung Prozesssimulation Modell Faserorientierung Validierungsexperiment: Impaktversuch Mobilität

13 13 Problem Simulation of dynamic material behavior of FRP with predictive capacity Dynamic Material Behavior of Fiber Reinforced Composites Innovations of Fraunhofer Group for Materials and Components Application of Fiber Reinforced Plastics (FRP) in crash relevant components due to their potential in weight reduction Result Development of a numeric material model for FRP with predictive capacity Consideration of anisotropic properties due to local fiber orientation Material characterization Process simulation Model of fiber orientation Validation: Impact experiment Mobility

14 14 Sichere Faserverbundkomponenten im Flugzeugbau Flugzeugstrukturen aus Kohle- faserverstärkten Polymeren Bild: Fraunhofer IWM Herausforderung Vorhersage des Einsatzverhaltens Reduzierung von teuren Experimenten durch virtuelle Bauteiltests Zuverlässige Daten für Auslegung und Prototyping Ermüdung von Metall-Composite- Fügeverbindungen Lösungsansatz Mikrostrukturbasierte Werkstoffmodellierung Simulation von Schädigung und Delamination © Fraunhofer IWM Simulation Mobilität

15 15 Reaktionsmechanismen in Katalysatoren Herausforderung Designvorgaben und Funktionsbewertung für neue Katalysatoren Was genau geschieht auf der quantenchemischen Ebene? Lösungsansatz Aufklärung der Reaktionsmechanismen bei der Abgaskatalyse in Abhängigkeit der Oberflächenstruktur durch atomistische Simulation © Fraunhofer IWM Abgas-Katalysator Quantenchemische Rechnungen der Reaktionen Simulation Mobilität

16 16 Aufgabe Entw. einer Beinprothese mit kontinuierlich an die Laufzustände anpassbarer Gangcharakteristik Selbstregelung durch Veränderung der Steifigkeit des Fußes sowie durch aktive Regelung des Kniemoments Ergebnisse neuartiges piezoelektrisches Ventil (Prototyp) für das Knie Veränderliche Steifigkeit der Basisfeder (künstlicher Fuß) bis 10 % (ohne Abrollen) Energierückgewinnungssystems und dessen Integration in den Prothesenschaft Adaptive Beinprothese Industriepartner: Otto Bock Health Care © Fraunhofer LBF Innovationen von Fraunhofer MATERIALS Gesundheit

17 17 Optical Diagnosis and Nano Particles for Medicine © Fraunhofer IZFP Innovations by Fraunhofer MATERIALS Objectives Development of a system for fast biopsy »Point- of-Care-Pathology « in prostate cancer diagnosis Application of nanodiamond particles for medical diagnosis and therapy Results Prototype based on time resolved Fluorescence Spectroscopy, applied in clinical tests for contactless determination of the dignity of the tissue (normal/tumor) Application of biologically activated nanodiamond particle (BaNDiT) to mark cancer cells and address cell organelles at very low cell toxicity Fluorescent nanodiamondsm ark cancer cells. Measurement of time resolved fluorescence Health

18 18 Optische Diagnose und Nanoteilchen für die Medizin © Fraunhofer IZFP Innovationen von Fraunhofer MATERIALS Aufgabe Entwicklung eines Systems für schnelle Biopsie- Tests zur » Point-of-Care-Pathologie « bei der Prostata-Krebsdiagnose Einsatz von Nanodiamant-Teilchen für medizinische Diagnose und Therapie Ergebnis Prototyp auf der Basis von zeitaufgelöster Fluoreszenz-Spektroskopie im klinischen Test zur berührungsfreien Bestimmung der Dignität des Gewebes (gesund/Tumor) Einsatz biologisch aktivierter Nanodiamant- Teilchen (BaNDiT) zur Markierung von Krebszellen und Adressierung von Zellorganellen bei sehr geringer Zelltoxizität Fluoreszierende Nanodiamant- Teilchen markieren Krebszellen. Messung der zeitaufge- lösten Fluoreszenz Gesundheit

19 19 Identifizierung und Charakterisierung von Materialien als potenzielle Emissionsquellen Freisetzung von flüchtigen Substanzen und Partikeln aus: Materialien Geräten Teilen Nanopartikel-Analyse Untersuchung nanohaltiger Materialien und Produkte Resonanzwaagen als Sensoren Gesundheit

20 20 Modellierung und Simulation für die ZfP © Fraunhofer IZFP Aufgabe Optimierung komplexer Prüf- und Überwachungssysteme Auslegung von Sensoren Signalauswertung Ergebnis Entwicklung von Simulationsprogrammen auf der Basis der Finiten Integrationstechnik Realitätsnahe Untersuchung der Wechselwirkung physikalischer Felder mit Bauteilkomponenten und Fehlstellen Rekonstruktion und Charakterisierung des untersuchten Bauteils aus experimentellen Daten Bildgebende Verfahren bislang nicht erreichter Qualität durch direkte Verknüpfung von Simulation und Inversion Beratung bei der Anwendung komplexer Modellierungs- und Simulationswerkzeuge als Dienstleistung Numerische Modellierung beim Ultraschall-Prüfkopfentwurf Elastodynamische Bauteilsimulation Wandlerapertur Innovationen von Fraunhofer MATERIALS Maschinen- & Anlagenbau

21 21 Röntgen-Computertomographie zur Bauteilprüfung © Fraunhofer IZFP Innovationen von Fraunhofer MATERIALS Röntgen-Computer-Tomograph und Fehlerdarstellung Aufgabe Entwicklung zerstörungsfreier Verfahren zur Fehlerprüfung an komplexen Materialien und Bauteilen Ergebnis Feinfokus-Röntgenröhre zur Nutzung der geometrischen Vergrößerung Ortsempfindliche, der Prüfaufgabe angepasste Detektoren Schnelle Rekonstruktionsalgorithmen Automatisierte Bildverarbeitung und Befunddarstellung Großanlagen und Desktopsysteme Maschinen- & Anlagenbau

22 22 Wirtschaftliche Produktionstechnologien für optische Systeme Heißformgebung für hochgenaue Optiken aus Glas Wirtschaftlicher Herstellprozess höchste Präzision (< /10) Lösungsansatz neue Formwerkzeuge, Beschichtung, schneller Heißprägeprozess © Fraunhofer WISA Tailored Optics - IWM, IPT, IKTS, IOF, IWU Asphärische FAC-Zylinderlinse (12x1x0.8 mm 3 ) Bild: Fraunhofer IWM Gute Reproduzierbarkeit und Kostenvorteil durch schnellen IWM- Heißprägeprozess Bilder: Fraunhofer IWM Zukunftsthemen von Fraunhofer MATERIALS Maschinen- & Anlagenbau

23 23 Hochauflösende Analytik für Materialforschung, Mikroelektronik und Nanotechnologie © Fraunhofer IZFP Aufgabe Weiterentwicklung von Analysemethoden Entwicklung von Komponenten und Gerätesystemen für neue Analysemethoden Entwicklung von Applikationsstrategien zum Einsatz neuer Analysemethoden und -systeme Dienstleistungen auf dem Gebiet der Analytik für Hightech-Unternehmen Ergebnis Hochauflösende Elektronen- und Ionenmikroskopie Hochauflösende Röntgentechniken Hochaufgelöste mechanische Eigenschaften Innovationen von Fraunhofer MATERIALS Nanoindentation 23 XCT AFM AFAM Mikrosystemtechnik

24 24 Nanoimprint Lithographie (NIL) Motivation Oberflächentexturierung zur Minimierung der Vorderseitenreflexion und Ausnutzung von Light Trapping Effekten Großes Optimierungspotential für multikristallines Silicium durch Realisierung definierter Texturen Aufgabe Industrierelevantes Verfahren zum Strukturieren von Ätzmasken Realisierung definierter Texturen auf mc-Si Lösungsansatz Nanoimprint Lithographie zum Strukturieren der Ätzmaske in einem Stempelverfahren Plasmaätzprozesse für den anisotropen Strukturübertrag in das Substrat 1: Veranschaulichung des NIL Prozesses. 2: Mittels NIL strukturierte Ätzmaske auf einem mc-Si Substrat © Fraunhofer ISE Innovationen von Fraunhofer MATERIALS BMU Projekt Nanotex Mikrosystemtechnik

25 25 Nasschemische Applikation von transparenten leitfähigen Schichten Verbesserung und Vereinfachung transparenter elektrisch leitfähiger Schichtsysteme Nasschemisches Druckverfahren für präzise n-leitende Strukturen Entwicklung Sol-Gel-basierter p-leitender Materialien Nutzen präzise Applikation dichter, strukturierter Schichten Potenzielle Anwendungen Dünnschicht-Solarzellen, transparente Leuchtdioden, Displaytechnologie 25 Zukunftsthemen von Fraunhofer MATERIALS Mittels Tampondruck aufgebrachte n-leitende Strukuren Transparenter p-leitende Schicht (Cu(AlCr)O 2 ) © Fraunhofer ISC Mikrosystemtechnik

26 26 Sprengprägen Mittels einer detonativ erzeugten Stosswelle kann eine Metalloberfläche in Sekundenbruchteilen eine vorgegebene Struktur übertragen werden. Detonationsgeschwindigkeit: ~ m/s Detonationsdruck: ~ bar Anwendungen Fälschungssichere Kennzeichnung von Markenprodukten (Plagiatschutz) Dekorative und sicherheitsrelevante Anwendungen in der intern. Druck- und Verpackungsindustrie Fraunhofer-Forschungspreis 2009 © Fraunhofer ICT Technologieentwicklung

27 27 Keramische Faserverbundwerkstoffe C-SiC-Faserverbundkeramik mit einzelnen Faserbündeln ( CT, FhG ISC Bayreuth) Innovative Verfahren zur kostengünstigen Herstellung von kurzfaserverstärkten CMC Herausforderung Erschließung neuer bisher nicht zugän- giger Anwendungsfelder – kosteneffek- tive Herstellung von Demonstratoren Lösungsansatz Formgebungstechnologien aus Polymer- und Textiltechnik Keramische Matrices aus SiC-Precursoren Serien- und Massenproduktion - Halbzeuge © Fraunhofer IKTS, IWM, ISC Materialentwicklung

28 28 Ceramic fiber composites C-SiC fiber composite with single fiber bundles ( CT, Fraunhofer ISC Bayreuth) Innovative cost-effective production methods for short-fiber-reinforced CMC Challenge Development of new applications – cost- effective manufacture of demonstrators Approach Shaping technologies from polymer and textile engineering Ceramic matrices from SiC precursors Series and mass production – semi-finished products © Fraunhofer IKTS, IWM, ISC Materialdevelopment

29 29 Nano-Silber Nano-Silber zur bioziden Systemfunktionalisierung Mikroorganismen an Oberflächen als Gesundheitsrisiko Bekämpfung mit nicht-humantoxischen Wirkstoffen Nano-Silber als nachhaltig wirksame Komponente Nano-Silber Herstellung aus flüssiger Phase Nano-Silber als Ersatz für humantoxische konventionelle Biozide (z.B. Isothiazolinone) Makroskopische Aufnahme eines Schimmelpilzes REM-Aufnahme von Nano-Ag-Partikeln der Größenordnung 50 nm. © Fraunhofer ICT Materialentwicklung

30 30 ORMOCER®e für sichere Li-Ionenspeicher Motivation Zuverlässige Energieversorgung für mobile Endgeräte Aufgabe Entw. eines nicht-brennbaren Feststoff- Elektrolyten mit vergleichbarer Leistungsfähigkeit Entw. leistungsfähiger Li-Polymer-Zellen Ergebnis Nicht-brennbare ORMOCER®-Elektrolyte Steigerung der Leistungsfähigkeit durch nanokeramische Füllstoffe realisierbar ORMOCER®-Elektrolyt (© V. Steger für Fraunhofer ISC) © Fraunhofer ISC Materialentwicklung

31 31 Material verschließt autonom das Loch nach dem Durchtritt eines Projektils Untersuchung des Einflusses verschiedener Parameter auf die Selbstheilung: Projektilgeschwindigkeit Herstellungsprozess des Materials Entwicklung eines Materialmodells für FE Simulationen unter Berücksichtigung: Finiter Dehnungen Plastizität Thermomechanischer Kopplung Untersuchung von Selbstheilenden Materialien Beschuss des Materials mit einem Projektil (Ø 5.6 mm) bei 300 m/s. Selbstgeheiltes Material nach dem Beschuss. © Fraunhofer EMI Materialentwicklung

32 32 Entwicklung einer Technologieplattform zur Herstellung multifunktionaler Hybridschäume Keramik – EPS Hybridschaum, verbessertes Versagensverhalten © Fraunhofer MAVO HYBSCH - ICT, IWM, ISC, IFAM, IKTS Eigenschaftsoptimierung durch Kombination von Schaumstoffen unterschiedlicher Materialklassen (Polymer, Metall, Keramik), Unterstützung durch numerische Tools Herausforderung Große Materialvielfalt Herstellung der Monomaterialschäume (Keramik, Metall) Anpassung bisheriger Technologien zur Verbindung der Schäume Lösungsansatz Simulationsunterstütze Material und Prozessoptimierung Materialien und Technologien für die Zukunft

33 33 Kommunikation zwischen Industrie und Forschung Identifikation von Forschungsthemen Vorschläge für neue Forschungsprogramme Zukunftsgestaltung Integration unterschiedlicher Sichtweisen © Fraunhofer ISI Strategische Vorschau Fraunhofer MATERIALS

34 34 Hochleistungskeramik im Energiesektor 2025 Roadmap Hochleistungskeramik für Energietechnologien Quelle: iTM Kassel Herausforderung Erarbeitung einer Forschungsstrategie für Hochleistungskeramik u.a. für Energie und Umwelt Lösungsansatz Identifizierung forschungsrelevanter Technologien Definition von Anforderungen an Werkstoffe Prozess- und Fertigungstechnik Charakterisierung und Modellierung © Fraunhofer ISI Roadmapping, Szenarien und Strategische Vorschauen

35 35 Self-cleaning surfaces with enhanced photocatalytic action Multifunctional nanocoatings for car windows Photocatalytic effect is stronger than in commercially available coatings Benefit Transparent and colorless coatings with obvious and easy to measure self-cleaning effect Enhances active and passive drivers safety Initial field tests on the outside of passenger window Top row: green-colored soda lime glass bottom row: colorless borofloat glass © Fraunhofer ISC Fraunhofer MATERIALS frontline themes © Fraunhofer ISC

36 36 Selbstreinigende Oberflächen mit erhöhter photokatalytischer Aktivität Multifunktionale Nanobeschichtungen für Autoverglasungen Deutlich höhere photokatalytische Aktivität im Vergleich mit kommerziell verfügbaren Beschichtungen Nutzen Transparente und farblose Schichten mit sicht- und messbar verbessertem Selbstreinigungseffekt Erhöhung der aktiven und passiven Fahrsicherheit Erste Feldtest an der Außenseite Beifahrerseite Obere Reihe: grün gef. Kalk-Natron-Glas Untere Reihe: farbloses Borofloatglas © Fraunhofer ISC Zukunftsthemen von Fraunhofer MATERIALS © Fraunhofer ISC

37 37 Nachhaltiger Schutz von historischen Glasmalereien Verbreitetes Schadbild farbiger Glasfenster aus vergangenen Jahrhunderten ist ein Netz feiner Mikrorisse, die zur Zerstörung des gesamten Glases führen können Neuartiger Glas-in-Glas-Festiger auf Basis einer nanoporösen Glasphase kann geschädigtes Glas stabilisieren, ohne weitere Veränderungen an der Substanz zu verursachen Craquelé-Risse, Jesus-Sirach-Fenster (Kölner Dom, © Dombauhütte) Zukunftsthemen von Fraunhofer MATERIALS © Fraunhofer ISC

38 38 Durable protection for historic decorated glass One of the most common damages to ancient stained glass windows are tiny »craquelure« microcracks which can lead to the total destruction of the glass. A novel glass-in-glass consolidant on the basis of a nanoporous glass phase helps stabilize damaged glass and prevent any further changes. Craquelure crack, Jesus-Sirach window (Cologne Cathedral, © Dombauhütte) Fraunhofer MATERIALS frontline themes © Fraunhofer ISC

39 39 Nutzen Strukturen kleiner 100 nm möglich Erhöhung der Integrationsdichte Ausreichende mechanische Stabilität Keine Anti-Adhäsionsbeschichtung der Prägestempel nötig Permittivität bei 1 MHz: 2,5 ! Reduzierung der Prozessschritte im Vergleich zu herkömmlichen Strukturierungsverfahren Low-k ORMOCER ® e für die Aufbau- und Verbindungstechnik auf Basis von NIL (hier: Backend on Chip) Nano-Imprint-Lithographie (NIL) Geprägte ORMOCER ® Teststrukturen auf Si BMBF Fantastic in Kooperation mit © AMO 300 nm 1 µm © AMO Zukunftsthemen von Fraunhofer MATERIALS © Fraunhofer ISC

40 40 Benefit Structures below 100 nm possible increase in integration density Sufficient mechanical stability No anti-adhesion coating of the die stamp required Permittivity at 1 MHz: 2,5 ! Reduced processing steps compared with conventional patterning Low-k ORMOCER ® s for packaging technology on basis of NIL (here: Backend on Chip) Nano-Imprint-Lithography (NIL) ORMOCER ® test structures on Si BMBF Fantastic in cooperation with © AMO 300 nm 1 µm © AMO Fraunhofer MATERIALS frontline themes © Fraunhofer ISC

41 41 Energieeffiziente und solare Kühlung Energie&Umwelt Kompetenz aus dem Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile Sorptionstechnologie-Materialentwicklung Materialentwicklung: Sorptionstechnologie Modifikation von Sorptionsmaterialien Molekulare Simulation Synthese und Beschichtung halbautomatische Tauch- Beschichtungsanlage Mikrowellenreaktor Autoklaven Bauen&Wohnen Verfahren- und Systeme Komponentenentwicklung Anlagenkonzepte © Fraunhofer ISE

42 42 Energy efficient and solar cooling Energie&Umwelt Competence of Fraunhofer Materials Sorptionstechnologie-Materialentwicklung Material development: Sorption technology Material modification Simulation Synthesis und Coating Bauen&Wohnen Processes and systems Component development Design concepts © Fraunhofer ISE


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