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Kurzfassung

Das Helmholtz Innovation Lab „FlexiSens“ konzentriert sich auf die Entwicklung und Anwendung von flexiblen und druckbaren Magnetfeldsensoren (Hall-Effekt und magnetoresistive Effekte). Diese neuartigen Hochleistungs-Magnetfeldsensoren, die auf ultradünnen flexiblen Substraten entwickelt wurden, besitzen eine hohe mechanische Anpassungsfähigkeit. Flexible und gedruckte Sensoren können aufgrund ihrer extrem dünnen und unkonventionellen mechanischen Eigenschaften nicht nur auf verschiedene flache, sondern auch gekrümmte Objekte angewendet werden. Unsere Technologie ermöglicht neue Anwendungsfelder zum Beispiel als tragbare Elektronik auf der Haut, als smarte Implantate in der Medizin oder zur Überwachung von Bewegungen in großen Glas- oder Dachkonstruktionen.

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Hintergrund

FLEXIBLE MAGNETFELD-SENSOREN

• Flexible Sensoren sind polymere Substrate mit einer
  Dicke von 1 um bis 100 um 
• Sensoren können auf Probenbereich bis zu 12 Zoll Wafergröße verarbeitet werden
• Vollständig angepasstes Sensorlayout
• Sensoren mechanisch biegbar unter 1 mm Biegeradien
• Stabile elektrische Eigenschaften bei mechanischen Verformungen

 GEDRUCKTE MAGNETFELD-SENSOREN

• Unterschiedlich starr und flexibel
• Substrate (Papier, Keramik, Silizium, Textil, Polymere)
• Substratdicke ab 6 µm
• Einstellbare Empfindlichkeit gegenüber Magnetfeld im Bereich von 0,5 mT bis
  200 mT
• Stabilität des Temperatursensors erhöht bis 90 ° C.
• Sensoren mechanisch biegbar unter 1 mm Biegeradien
• Vollständig angepasstes Sensorlayout

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Bilder & Videos

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Problemstellung

Der entwickelte elektronische Magnetsensor ist so empfindlich, dass er allein über die Interaktion mit dem Erdmagnetfeld die Bewegungen eines Körpers im Raum bestimmen kann. Der auf einer Polymerfolie aufgebrachte Sensor ermöglicht die Orientierung im Raum und und eröffnet Wege in die virtuelle Realität. Da der Sensor hauchdünn und flexibel biegbar ist, lässt er sich problemlos auf der Haut tragen, was sie so gewissermaßen in einen Kompass verwandelt.

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Lösung

• Flexible und druckbare Magnetfeldsensoren
• Magnetosensitives Pulver
• Großflächige optische Lithographie und Abscheidungen
• Strukturelle und magnetische Charakterisierung
• Kundenspezifisches Sensordesign
• Kooperation, Forschungs- und Validierungsprojekte

 

 

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Vorteile

1. Flexibel und sehr dünn> 1 µm
2. Mechanisch konform zu flach und gekrümmte Objekte
3. Bedruckbar auf verschiedenen Materialien
4. Kundenspezifisches Sensordesign

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Anwendungsbereiche

Anwendungsgebiete:

• Echtzeitüberwachung der Magnetfeld-Luftspalten von elektrischen Antrieben, z.B. in der Elektromobilität, Windkraftanlagen, große Maschinen
• Überwachung von Magnetlagersystemen in Hochpräzisons-Werkzeugen
• Softe Robotik und interaktive Unterhaltungselektronik, z.B. als tragbare Elektronik, intelligente Textilien, Überwachung medizinischer Parameter
• Gebäudesicherheit, z.B. eingesetzt zur Überwachung von Bewegungen in großen Fassaden