5000 mal hauchdünn: IPHT-Spezialisten betreiben erfolgreiche Beschichtungsanlage
Die 5000. Beschichtung haben Wissenschaftler des Institutes für Physikalische Hochtechnologie (IPHT) dieser Tage an ihrer in Deutschland einmaligen "Cyberite"-Beschichtungs-Anlage vorgenommen. Nur drei Atomlagen hoch sind die dünnsten Schichten, die die Jenaer Spezialisten auf Silizium-Scheiben, so genannte Wafer, auftragen. Sie stellen so die "Herzstücke" für Sensoren her, die zum Beispiel im Auto oder in Kühlschränken und Waschmaschinen die Positionen oder Bewegungen von Bauteilen Messen - und das empfindlicher und preiswerter als herkömmliche Messsysteme.
"Die Sensoren arbeiten nach dem Prinzip des Magnet-Widerstandes", erläutert Dr. Roland Mattheis, Leiter der Abteilung Magnetoelektronik am IPHT. Das bedeutet, dass sich der elektrische Widerstand des Sensors messbar ändert, wenn sich das umliegende Magnetfeld ändert. "Was wir messen können, ist die Bewegung eines Dauermagneten im Verhältnis zum Sensor", so Mattheis. In drei bis vier Jahren, so schätzt der Physiker werden sich solche Sensorsysteme in jedem Auto wieder finden, zum Beispiel am Gaspedal. In Zukunft wird im Rahmen der zunehmend photonischen Ausrichtung des IPHT die Anlage aber auch zur Entwicklung so genannter plasmonischer Schichten verwendet werden, die durch Kombination mit speziellen spektroskopischen Methoden den hochsensiblen und markierungsfreien Nachweis von Schadstoffen in Lebensmitteln oder Medikamenten und Drogen im Blut erlauben.
Die Herstellung der Schichten ist zwar für die IPHT-Mitarbeiter Alltag, aber dennoch eine knifflige Angelegenheit: Unter Reinraumbedingungen stäuben sie unter Zuhilfenahme von hochreinem Argon-Gas einzelne Metallatome auf die Unterlage auf, bis Schichten von nur 0,8 bis etwa 10 Nanometern "Dicke" entstehen. Die Spezialsensoren bestehen aus mehreren solcher Schichten, in denen sich magnetische und nichtmagnetische Metalle abwechseln. Das ist notwendig, weil die Jenaer Experten in diesen Schichtsystemen einen speziellen quantenmechanischen Effekt, den so genannten Riesen-Magnetwiderstand, ausnutzen.
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