Neues Forschungsprojekt in Kooperation mit TU Chemnitz und Fraunhofer ENAS Chemnitz gestartet

15.01.2016 - Kategorie: Forschung & Entwicklung

Am 15.12.2015 startete am Laserinstitut Hochschule Mittweida unter Leitung von Prof. Horst Exner ein neues Forschungsprojekt zum Thema „Interfacial perpendicular magnetic anisotropy for next generation monolithic 3D-TMR-sensors“. Dies wird in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme (ENAS) in Chemnitz und der Professur Halbleiterphysik der Naturwissenschaftlichen Fakultät der TU Chemnitz durchgeführt. Für diese Herausforderungen konnte eine Physikerin von der TU Chemnitz als Doktorandin gewonnen werden, die für 3 Jahre über dieses Projekt beschäftigt werden kann. Auf dem Gebiet der 2D-GMR Sensorik hat dieses Konsortium bereits innerhalb des Forschungsclusters „nanett – Kompetenznetzwerk für Nanosystemintegration“ mehrere Jahre intensiv und erfolgreich zusammengearbeitet. Hierfür werden die Fördermittel im vollen Umfang von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für eine Projektlaufzeit von 3 Jahren zur Verfügung gestellt.

Kern des Forschungsprojektes ist die Entwicklung und Optimierung neuartiger 3D-Magnetfeldsensoren. Durch das Ausnutzen eines spintronischen magnetoresistiven Effekts (TMR-Effektes), können wesentlich höhere Empfindlichkeiten und Signalamplituden erzielt werden als bei der bisher üblichen Hall- und AMR-Technologie. Weitere vielversprechende Eigenschaften im Vergleich zu herkömmlichen Sensoren sind der erheblich niedrigerer Energieverbrauch und weitere Miniaturisierbarkeit. Diese lassen auf eine bedeutende Verbesserung der Sensorqualität und eine gute Überführbarkeit in industrielle Nutzung hoffen.

Die Aufgabengebiete des Laserinstitut Hochschule Mittweida in diesem gemeinsamen Forschungsvorhaben sind grundlegende Untersuchungen zur laserinduzierten Ausheilung von Nanometerschichten sowie die Einstellung der bevorzugten Magnetisierungsrichtung in den Sensorschichten mittels Laserstrahlung. Dabei kommen unter anderem die bereits hier entwickelten Prozesse zur magnetischen Laserstrukturierung mit mikroskopischer Auflösung zum Einsatz. Hierbei werden z. B. die Mäanderbereiche im Sensor einzeln mittels Laser erhitzt und anschließend in einem Magnetfeld wieder abgekühlt. Mögliche Einsatzbereiche sind unter anderem berührungslose Endlagenschalter, berührungslose Winkelmesser (z. B. für den Lenkradwinkel im Auto) sowie hochauflösende Magnetfeldmessung im Antriebssystem, z. B. bei Elektromotoren in Elektroautos.