Die innovativen Chips des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme IPMS revolutionieren die Charakterisierung organischer Materialien und beschleunigen die Entwicklung neuer elektronischer Anwendungen. Ein neu entwickelter Messadapter ermöglicht nach Mitteilung des Fraunhofer IPMS erstmals die gleichzeitige Kontaktierung von bis zu acht Interdigitalelektrodenpaaren und setzt damit neue Maßstäbe in der präzisen Materialanalyse. Vor dem Hintergrund des wachsenden Bedarfs an flexiblen und effizienten Technologien leisten diese hochgenauen Messmethoden einen entscheidenden Beitrag zur Leistungssteigerung zukünftiger elektronischer Systeme.
Chip AX1580, 15 x 15 mm2, mit acht Gold-Interdigitalelektrodenpaaren mit einer Kanalweite von 10 mm und Kanallängen von 2,5; 5, 10 und 20 μm. Der Chip selbst kann als Gateelektrode genutzt werden, das Gateoxid zwischen Gate und den Interdigitalelektroden ist typisch SiO2 mit 230 nm Dicke (©Fraunhofer IPMS)
Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS hat einen Durchbruch in der Materialforschung erzielt. Mit den neu entwickelten Chips auf Basis von Interdigitalelektroden lassen sich empfindliche und innovative Materialien effizienter analysieren. Dazu zählen unter anderem Materialien für organische Leuchtdioden (OLEDs), organische Solarzellen, organische Feldeffekttransistoren (OFET) sowie metalloxidbasierte Gassensoren. Dies vereinfacht den Testprozess erheblich, verkürzt Entwicklungszeiten und stellt einen entscheidenden Fortschritt für die Entwicklung von elektronischen Technologien der nächsten Generation dar.
Um diese Leistungsfähigkeit gezielt an unterschiedliche Anwendungen anzupassen, arbeitete das Fraunhofer IPMS in den vergangenen Jahren eng mit Partnern und Auftraggebern zusammen. Nach Aussage von Projektleiter Henry Niemann wurden die Chips kontinuierlich weiterentwickelt, etwa durch neue Elektrodengeometrien, unterschiedliche Elektrodenmaterialien sowie Anpassungen von Gateoxidmaterial und -dicke.
Bislang stellte insbesondere die einfache und parallele Kontaktierung mehrerer Elektroden eine Herausforderung dar. Mit dem neuen Messadapter ist es dem Fraunhofer IPMS nun gelungen, diese Lücke zu schließen. Der Messadapter ermöglicht die parallele Kontaktierung mehrerer Interdigitalelektrodenpaare und steigert die Effizienz und Qualität des Testprozesses deutlich. Unsere maßgeschneiderten Chips ermöglichen es Materialforschern, zentrale Kenngrößen wie Leitfähigkeit, Feldeffekt, Kontaktwiderstand und Ladungsträgerbeweglichkeit präzise zu messen und gezielt zu optimieren, sagt Gruppenleiter Alexander Graf. Damit schaffen sie die Grundlage für die Entwicklung, Optimierung und Reproduzierbarkeit von Materialien und Prozessen für maßgeschneiderte Lösungen, die den spezifischen Anforderungen der Industrie entsprechen.
Eine Auswahl der Interdigitalelektroden-Chips sowie der neue Messadapter werden auf der Analytica 2026 am Fraunhofer-Stand A3-#312 vorgestellt. Dort erhalten interessierte Besucher und Besucherinnen Einblicke in konkrete Anwendungsmöglichkeiten.
Neuer Messadapter für die gleichzeitige Kontaktierung von bis zu acht Interdigitalelektrodenpaaren (©Fraunhofer IPMS)
Explosionszeichnung des Messadapters mit Position des AX1580 Chips, bei dem die roten Buchsen das Gate und die SMA-Buchsen je ein Source-Drain-Paar kontaktieren (©Fraunhofer IPMS)
Über das Fraunhofer IPMS
Das Fraunhofer IPMS ist ein international führender Forschungs- und Entwicklungsdienstleister für elektronische und photonische Mikrosysteme in den Anwendungsbereichen Intelligente Industrielösungen, Medizintechnik und Gesundheit, Mobilität sowie grüne und nachhaltige Mikroelektronik. Forschungsschwerpunkte sind kundenspezifische miniaturisierte Sensoren und Aktoren, MEMS-Systeme, Mikrodisplays und integrierte Schaltungen sowie drahtlose und drahtgebundene Datenkommunikation. Das Angebot reicht von der Beratung und Konzeption über die Prozessentwicklung bis hin zur Pilotserienfertigung.
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