Entwicklung eines Mikroschalters auf Basis keramischer Dünnschichten als krafterzeugende aktorische Materialien

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Der vorliegende Antrag beschäftigt sich mit Grundlagenuntersuchungen zur Entwicklung von Technologien zur Herstellung eines Mikroschalters in Silizium-Volumenmikromechanik mit integrierten keramischen Dünnschichten als krafterzeugende Werkstoffe. Bleizirkonattitanat (PZT) und Bleimagnesiumniobat-Bleititanat (PMN-PT) sollen in Dünnschichttechnik präpariert und auf ihre Eignung als aktorisches Material hin untersucht werden. Um den krafterzeugenden Effekt der Keramik zu erhöhen, soll eine Technologie zur Deposition und Kontaktierung von mehreren aufeinanderliegenden Schichten entwickelt werden. Die Mikroschalterstrukturen werden mit Finite-Elemente-Methoden in ihrem mechanischen Verhalten simuliert. Die Modellbildung soll anhand von experimentell bestimmten Materialkennwerten verifiziert werden. Zur Demonstration der Projektergebnisse wird ein Funktionsmuster inklusive einer CMOS-basierenden Ansteuerschaltung entwickelt. Neben der hohen praktischen Relevanz des Projektes bezüglich der galvanischen Trennung schneller elektrischer Schaltvorgänge werden die gezielten technologischen Prozeßergebnisse später auch in anderen mikromechanischen Bauelementen weitere Verwendung finden.