Dimension Der Zukunft Nanotechnologie in Dresden
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Dimension der Zukunft Nanotechnologie in Dresden ■ Nano – Eintauchen in neue Dimensionen Schon heute sind Nanotechnologien aus unserem Alltag nicht mehr wegzu- denken. In vielen Bereichen unseres Lebens begegnen uns Produkte, Mate- rialien oder Erfindungen, die das Potenzial der winzigen Zwerge nutzen. Nanobeschichtungen für Brillen, leistungsfähige Computerchips oder Auto- reifen – die Liste der Anwendungsmöglichkeiten könnte noch unendlich fortgesetzt werden. Dabei ist das Potenzial der unvorstellbar kleinen Teilchen und Strukturen noch längst nicht ausgeschöpft. Weltweit gelten Nanotechnologien als Zu- kunftstechnologien. Ihre herausragende Bedeutung liegt vor allem darin, Innovationen und Fortschritt über alle Wirtschaftsbranchen hinweg zu er- möglichen. Vom Anlagenbau bis hin zu Leichtbau werden viele Wirtschafts- branchen profitieren. Obwohl die Teilchen so unbeschreiblich klein sind, werden von Ihnen wahre Wunderdinge erwartet. Werkstoff- und Nanotech- nologie-Know-how sind aber ebenso unverzichtbar, um Energietechnologien effizient, leistungsstark und zukunftsfähig zu gestalten. Die Region Dresden gilt dabei als einer der führenden Nanotechnologie- standorte Deutschlands. Vor allem in den Bereichen Nanoanalytik, Nanoelek- tronik, funktionale Nanoschichten sowie Werkstoffe weisen Dresdner Unter- nehmen und Forschungseinrichtungen europaweite Spitzenkompetenzen auf. Die Steckdose zum Mitnehmen oder diamantähnliche Schichten zur Rei- bungsminderung sind zwei Beispiele der vielfältigen Aktivitäten der Dresdner Nanoakteure. Dabei sind die Unternehmen national und international eng mit Spitzenuniversitäten und weltweit agierenden Unternehmenspartnern ver- netzt, um die Forschung rund um die winzigen Teilchen voranzubringen und für die Wirtschaft anwendbar zu machen. Als einer der führenden Branchentreffs in Europa hat sich inzwischen der internationale Kongress Nanofair, der regelmäßig in Dresden stattfindet, etabliert. Hier treffen sich Unternehmer und Wissenschaftler, um über neu- este Trends und erfolgreiche Anwendungen zu diskutieren. Seien auch Sie dabei! Wir laden Sie herzlich ein in den Nano-Hot-Spot Dresden! Prof. Dr. Andreas Leson stellv. Institutsleiter Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) Leiter des Nanotechnologie-Kompetenzzentrums »Ultradünne funktionale Schichten« (Nano-CC-UFS) Dresden – weltweit an der Spitze Hoch statt flach: Nanodrähte für eine neue Chip-Architektur am HZDR; Schema eines Silizium-Wafers mit neuartigen Säulen-Transistoren aus Silizium-Nanodrähten. ■ Etablierter Nano-Standort schungseinrichtungen im DRESDEN-concept Die meisterhafte Beherrschung kleinster sowie weiteren Netzwerken und Initiativen Strukturen hat Dresdens Wirtschaft den Weg werden Kräfte gebündelt, um Spitzenleistungen zur Weltspitze geebnet. Nanoelektronik made zu erzielen. im »Silicon Saxony« – der vakuumtechnische Anlagenbau für Beschichtungen oder Zukunfts- ■ Treffpunkt für Spitzenforscher werkstoffe für Energie und Leichtbau sind als In Dresden wird akademische Spitzenforschung Dresdner Markenzeichen international bekannt. betrieben. Das spiegelt sich auch in der Zahl Etwa 100 Unternehmen und 45 Forschungs- der ansässigen Fraunhofer-Institute wider. Mit und Entwicklungseinrichtungen sind hier in der elf Einrichtungen ist Dresden sozusagen die Nanotechnologie aktiv. Die international bedeu- deutsche Fraunhofer-Hauptstadt. Wissenschaft- tende Dresdner Nanoelektroniksparte mit Un- ler aus der ganzen Welt kommen, um die Groß- ternehmen wie Infineon Technologies, GLOBAL- geräte hier zu nutzen, die für internationale FOUNDRIES oder der ZMDi AG repräsentiert Forschungskooperationen weltweit einzigartige derzeit den größten Wirtschaftsfaktor Dres- Experimentiermöglichkeiten bieten. dens. Weitere wichtige Anwendungsfelder gibt es in der Biotechnologie, Chemie und Medizin- technik sowie in der Werkstoffentwicklung. Im Anlagenbau hat sich ein engmaschig ver- netzter Cluster in der Region etabliert, denn bei der Anwendung und Erforschung ultradünner Nanoschichten ist Dresden international füh- ■ Geräte für Spitzenforschung (Auswahl) rend. ■■Freier-Elektronen-Laser (FELBE) ■■hochintensive Positronenquelle ■ Dresdner Zukunftsfelder Aber auch die Aufbruchstimmung der anstehen- ■■Hochfeld-Magnetlabor den Energiewende trifft in Dresden auf frucht- ■■Microscopy Innovation Center barsten Boden. Mit dem Ziel, Energietechnolo- gien effizienter und sicherer zu gestalten, werden am Standort Dresden Kernkompetenzen ■ Nanoforschung in Dresden aus Mikroelektronik, Werkstof fwissen schaften ■■ Institute der Fraunhofer-Gesellschaft und Anlagenbau optimal verknüpft. Aktuelle Forschungsschwerpunkte und Dresdner Zu- ■■ Wissenschaftsgemeinschaft kunftsfelder liegen in der Herstellung von »Gottfried Wilhelm Leibniz« wiederaufladbaren Batterien, Superkondensa- ■■Helmholtz-Gemeinschaft toren mit hoher Kapazität oder in der Erfor- schung von Materialien für Wasserstoffspeicher. ■■Max-Planck-Gesellschaft Dabei arbeiten Wirtschaft und Wissenschaft ■■Technische Universität Dresden Hand in Hand, um neue Technologien und In- ■■Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden novationen schnell auf den Markt zu bringen. Mit der weltweit einmaligen Allianz von For- ■■Max-Bergmann-Zentrum für Biomaterialien Analytik – dem Allerkleinsten auf der Spur Dresdner Akteure bündeln ihre Analytik-Kompetenzen für Industriekunden in verschiedenen Kompetenzzentren. ■ Forschung ■ Atome sichtbar gemacht – Nanoanalytik- ■■ Technische Universität Dresden: Forschung für innovative Produkte Wissenschaftler und Ingenieure erforschen im ■ Dresden Center for Nanoanalysis (DCN) Dresdner Fraunhofer-ClusterNanoanalytik DFC- ■■Fraunhofer-Institute für: NA und am Dresden Center for Nanoanalysis DCN der TU Dresden an modernsten Elektro- ■ Keramische Technologien und Systeme (IKTS) nen-, Ionen- und Röntgenmikroskopen neuar- ■ Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) tige Nanostrukturen, vor allem für die zukünftige ■ Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) Nanoelektronik. Mit diesen Mikroskopen kann man nicht nur Atome betrachten sondern auch ■ Fertigungstechnik und Angewandte kinetische Vorgänge beobachten – eine spezi- Materialforschung (IFAM) elle Zielstellung der Dresdner Forscher. Dabei ■ Photonische Mikrosysteme (IPMS) gewinnt man beispielsweise Erkenntnisse zur Alterung von Materialien – wichtig für die Zu- ■ Integrierte Schaltungen (IIS), verlässigkeit neuer Produkte wie Smartphones Institutsteil Entwurfsautomatisierung (EAS) und Automobilelektronik. Das DCN fungiert als ■ Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM), eine technologische Plattform, die im Rahmen All Silicon System Integration Dresden (ASSID) der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder errichtet wurde, in der Wissenschaftler ■■ Fraunhofer-Center Nanoelektronische einerseits auf internationalem Spitzenniveau Technologien (CNT) forschen und andererseits Serviceleistungen für inner- und außeruniversitäre Partner anbieten. ■■ Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf e. V. Das DFCNA entwickelt Lösungen für die Indus- (HZDR) trie. Durch eine enge Kooperation werden Na- ■■Leibniz-Institute für: noanalytik-Lösungen für die gesamte Wert- schöpfungskette, von der Grundlagenforschung ■ Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) bis zum innovativen Produkt erarbeitet. ■ Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden e. V. (IFW) ■ Weitere Projekte ■■ Dresdner Fraunhofer-Cluster Nanoanalytik ■■Nanoeva ■■Microscopy Innovation Center Mitarbeiter des DCN der TUD am FEI Helios Nanolab 660, einem Zweistrahlinstrument mit Rasterelektronenmikroskop und fokussiertem Ionenstrahl. ■ Nanoschichten auf dem Prüfstand ■ Röntgenspiegel für Werkstofftests Da Materialien und Produktionsprozesse Schwan- Mit Röntgenstrahlung lassen sich Werkstoffe kungen unterworfen sind, müssen diese mög- optimal analysieren. Sie lässt sich aber nicht lichst direkt inline kontrolliert und gesteuert einfach durch eine Optik bündeln oder spie- werden. Die mit dem sächsischen Innovations- geln; die Strahlen würden einfach durchs Ma- preis ausgezeichnete SURAGUS GmbH und terial hindurchgehen. Der Trick: Wenn man sehr Spin-off des Fraunhofer IKTS-MD, entwickelt viele, nanometerdünne, scharfe Grenzschichten kundenindividuelle Prüftechnik, die berüh- übereinanderstapelt, entstehen kleine Teilrefle- rungslos und zerstörungsfrei inline und offline xionen an jeder Schicht. Werden diese superex- eingesetzt werden kann. Die Technologie nutzt akten Wechselschichten richtig aufaddiert und das Wirbelstromverfahren für die Charakteri- gekrümmt, lässt sich auch der Strahl am sierung von korrelierenden Qualitätseigen- Spiegel krümmen und auf einen Punkt fokus- schaften wie z. B. dem Schichtwiderstand zu charakterisieren. Die Innovation besteht in der hohen Ortsauflösung und der hohen Sensitivität der Hochfrequenzwirbelstromtechnologie. An- wendungen finden sich in der Prozesskontrolle von funktionalen Dünnschichten als Elektroden in OLED Beleuchtung, Touch Screens, in Batte- rien oder Brennstoffzellen, in der PV und Mi- kroelektronik, in Heizstrukturen und vielen anderen Anwendungen wie der Architektur- glasindustrie oder als mechanische Schutz- schichten (Blitzschutzschicht). Die innovative Prüftechnik wird auch verstärkt von der Leicht- bauindustrie nachgefragt, wo immer öfter Fa- AXO DRESDEN GmbH + Partner: Entwicklung spezieller ser- und Verbundwerkstoffe zum Einsatz kom- Optiken zur effizienten und örtlich sehr präzisen Struktur- und Schichtdickenbestimmung mittels Röntgenstrahlen. men. ■ Unternehmen sieren. So kann man Strukturen mit Hilfe der in Röntgengeräten eingebauten