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Kleinere Mikrochips, die ihr kühles halten

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Forscher entwickelten kompakte Mikrochips, die ihr kühles sogar auf Hochtemperatur halten können.

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Temperaturen häufig über 200 Grad c-treten in der geothermischer und Erdölgewinnung auf? herkömmliche Mikroelektronik schlug ihre Begrenzungen dort. Forscher haben jetzt kompakte Mikrochips fabriziert, die ihr kühles sogar bei 300 Grad C.-halten können.

Ein enormer Schatz schlummert in den Tiefen unseres Planeten. Temperaturen von °Celsius bis 7000 sind wahrscheinlich in der Erde anwesend? s-Kern, während an einer Tiefe von vier bis sechs Kilometern (2.5 bis 3.5 Meilen) es noch °C 150 zu über 200 °C. ist. Diese gigantischen Reserven der Hitze können als auswechselbare Energiequelle für geothermische Energie benutzt werden. Die eingesetzten worden Bohrer und gebohrten Lochdie prüfspitzen sind Hightech- Maschinen. Sie werden mit einer Strecke der Sensoren und der Steuermechanismen für ihre Expedition in die Erde gepasst? s-Innenraum. Sie sind auf diese Art in der Lage, genau kontrolliert zu sein sehr oder die Klimaparameter autonom eingehend zu analysieren und lokalisieren dadurch verwendbares? das heißt, warm? Regionen für geothermische Produktion. Es gibt ein Problem, jedoch: Mikrochips schlugen ihre thermischen Begrenzungen, als herausgestellt Temperaturen über 200 Grad Celsius.

Temperaturen mehrereer hundert Grad widerstehen Celsius

Wissenschaftler des Fraunhofer Instituts für Mikroelektronische Stromkreise und Systeme IMS haben jetzt einen neuen Typ Hochtemperaturprozeß entwickelt. ? Es wird möglich mit diesem Prozess, extrem kompakte Mikrochips zu fabrizieren, die fehlerlos sogar bei den Temperaturen von bis 300 Grad Celsius-funktionieren? entsprechend Holger Kappert, Kopf von Hochtemperaturelektronik an Fraunhofer IMS. Es ist dass herkömmliche Halbleiterspäne (CMOS) zulässt manchmal Temperaturen von bis 250 Grad Celsius-zutreffend, aber ihre Leistung und Zuverlässigkeit fallen schnell herunter. Häufig müssen Firmen eine große Menge Standardspäne unter Verwendung der trial-and-error Methode prüfen, bevor sie eine annehmbare Vorwähler erreichen? eine mühsame Übernahme.

Eine zusätzliche Allee existiert? die wärmeempfindliche Mikroelektronik ununterbrochen, jedoch abkühlend, die ohne die umfangreiche zusätzliche Bemühung erreicht kaum sein kann, die notwendig ist. Dort sind auch fachkundige Hochtemperaturspäne auf dem Markt bereits? aber mit ungefähr einer minimalen Strukturgröße des Mikrometers, sind sie sehr groß. ? Die vorhandenen Lösungen sind immer mit bestimmten Kompromissen verbunden: irgendein haben sie verhältnismässig große Bestandteile, oder sie arbeiten mit begrenzter Leistung? Kappert fasst zusammen.

Die Mikrochips von IMS sind, zwar unterschiedlich. An einem charakteristischen Maß von 0.35 µm, sind sie beträchtlich kleiner als die Hochtemperaturspäne, die heute vorhanden sind. Der Vorteil dieser Arten der komplizierten Mikrostrukturen kann wie zusammengefasst werden? mehr Funktionalität an weniger Größe?. Das ist, was notwendig ist, um die Späne fähiger und intelligenter außerdem zu bilden. Um die heat-tolerant Mini-späne zu fabrizieren, verwenden die Forscher in Duisburg, Deutschland, einen fachkundigen Hochtemperatur-SOI CMOS Prozess. ? SOI steht für? Silicon-on-insulator? ? das bedeutet, dass wir eine Schicht, die die Transistoren von gegenseitig isoliert vorstellen? erklärt Kappert. Diese Isolierung verhindert Durchsickernstrom, die von der Beeinflussung des Betriebes des Spanes auftreten. Durchsickernstrom sind die elektrischen Strom, die vorbei anders als beabsichtigte Wege fließen. Sie werden durch erhöhte Temperaturen insbesondere verursacht oder erhöht. Außerdem verwenden die Forscher Wolframaufdampfen für ihre Späne, das weniger temperaturempfindlich als das normalerweise benutzte Aluminium ist. Dieses erhöht das Betriebsleben der Hochtemperaturspäne.

umweltfreundlicherer Flug

Produktion der geothermischen Energie, des Erdgases oder des Öls ist nicht der alleinige Bereich der möglichen Anwendung. Die Mikrochips konnten Wertsache zur Luftfahrt auch prüfen, zum Beispiel indem sie Sensoren ermöglichten, so nah sich zu befinden, wie möglich zu den Turbinentriebwerken, um in der Lage zu sein, den Zustand ihres Betriebes zu beobachten. Dieses konnte die Turbinen, zuverlässig und leistungsfähig bearbeitet zu werden, speichernturbinentreibstoff ermöglichen und freundlicher dadurch umweltsmäßig bilden Luftfahrt. Die ersten Probeläufe der neuen Späne sind positiv gewesen. Die Forscher möchten den Herstellungsprozeß als Service im Laufe dieses Jahres anbieten.