Durchbruch bei NEMS: Winziger Graphen-Beschleunigungssensor

| Redakteur: Sariana Kunze

Wissenschaftler haben weltkleinsten Beschleunigungssensor auf Graphen-Basis entwickelt.
Wissenschaftler haben weltkleinsten Beschleunigungssensor auf Graphen-Basis entwickelt. (Bild: Technischen Hochschule (KTH) Stockholm)

Den kleinsten Beschleunigungssensor der Welt haben Forscher der Königlichen Technischen Hochschule (KTH) Stockholm gemeinsam mit Kollegen der RTWH Aachen sowie dem Nanospezialisten AMO entwickelt. Die Wissenschaftler sehen für den Winzling ein breites Anwendungsspektrum.

Seit mehreren Jahrzehnten waren mikroelektromechanische Systeme (MEMS) die Basis für Innovationen, etwa bei Sensoren oder in der Medizintechnologie. Jetzt wird mit NEMS, nanoelektromechanischen Systemen, eine neue Entwicklungsstufe erreicht.

So sind in der Nanowissenschaft und in der Graphenforschung täglich neue Fortschritte zu verzeichnen. Dank der mechanischen Festigkeit, der ultradünnen Schichtstruktur und der Leitfähigkeit gilt Graphen als ein Material, dass sich für eine Fülle von Anwendungen im Bereich von NEMS eignet. Wissenschaftler der Königlichen Technischen Hochschule (KTH) Stockholm und der RTWH Aachen sowie Nanospezialisten von AMO haben nun gemeinsam den weltweit kleinsten Beschleunigungssensor auf Graphen-Basis entwickelt. Die Entwicklung gilt als Durchbruch in der Sensortechnologie.

Beschleunigungssensor dramatisch kleiner dank piezoresistivem Effekt

„Wir können Komponenten maßstäblich verkleinern, weil Graphen nur eine Atomlage dick ist“, erklärt Xuge Fan von der KTH. „Wir entwickelten auf der Basis des piezoresistiven Effekts einen Beschleunigungssensor, der dramatisch kleiner ist als ein System aus der MEMS-Familie.“ Er sei jedoch ebenso empfindlich und zuverlässig. Das verwendete Material verändert seinen Widerstand, wenn es einem Druck oder einer Dehnung ausgesetzt wird.

Der Winzling könne zur Navigation verwendet werden, aber auch als Schrittzähler und zur Überwachung des Herzens. Er registriert selbst die kleinsten Bewegungen, etwa des menschlichen Körpers. Das NEMS-Prinzip kann für zahlreiche andere Systeme genutzt werden, zum

Vielversprechende Zukunft für NEMS

Max Lemme, Professor für Elektronische Bauelemente an der RWTH, sieht für NEMS eine große Zukunft. Graphen sei bereits in Mikrofonen, Hall-Sensoren zur Magnetfeldmessung und in Form von Membranen zur Messung des Drucks einsetzbar. Gemeinsam mit seinen Partnern arbeite er jetzt daran, eine industriell nutzbare Produktionstechnik für den Beschleunigungssensor zu entwickeln.

Dieser Beitrag stammt von unserem Partnerportal Elektrotechnik.de.

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