Forscher bauen Mikro-Flipper - wissenschaft.de
Anzeige
Anzeige

Astronomie+Physik Technik+Digitales

Forscher bauen Mikro-Flipper

Schwedische Wissenschaftler haben eine neue Methode zur Herstellung kompliziert aufgebauter, winzig kleiner Maschinen aus Silizium erfunden. Die Maschinen werden durch vereinfachte Musterungs- sowie Ätzschritte auf einem herkömmlichen Siliziumchip hergestellt.

Als erste Anwendung dieses Verfahren bauten die Forscher einen nur wenige Quadratmillimeter großen Flippertisch, bei dem winzig kleine Siliziumstäbe magnetische Mikrokugeln über den Tisch schleudern. Ihre Arbeit haben die Forscher im Fachblatt Journal of Micromechanics and Microengineering (Bd. 13, S. 51) veröffentlicht.

Der von Martin Bring von der Chalmers University of Technology in Göteborg und seinen Kollegen vom Institut für Mikroelektronik in Götheburg hergestellte Flippertisch weist eine Fläche von nur 25 Quadratmillimetern auf. Als Basis diente eine aus der Herstellung von Computerchips bekannte flache Siliziumscheibe, ein so genannter Wafer. Zur Herstellung der beweglichen Siliziumstäbe, die die Bälle umherschleudern, oxidierten die Forscher zunächst die obersten Atomschichten des Siliziumwafers.

Durch ein Lithographieverfahren wurden dann die gewünschten Strukturen mittels einer Maske in die Oxidschicht eingeätzt und durch einen weiteren Ätzschritt in den Siliziumwafer übertragen. Im Gegensatz zu bei der Herstellung derartig komplexer Maschinen herkömmlich eingesetzten Methoden musste dazu nur eine einzige Maske verwendet werden. Da es extrem schwierig ist, mehrere Masken genau übereinander zu positionieren, stellt dies eine beträchtliche Vereinfachung dar.

Nachdem die Forscher den Flippertisch mit den gewünschten Strukturen versehen hatten, brachten sie magnetische Bälle mit einem Durchmesser von etwa 150 Mikrometern auf diesem auf. Der Flipper musste dann nur noch um etwa 20 Grad gegen die Horizontale geneigt werden, und das Spiel konnte beginnen.

Anzeige

Die Wissenschaftler schätzen, dass sich die Kugeln während des Spiels mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,75 Kilometern pro Stunde (210 Millimetern pro Sekunde) bewegten. Der Impuls einer einzelnen Flipperkugel war damit so groß wie der eines Fußballs bei einer Geschwindigkeit von etwa 1.125 Kilometern pro Stunde!

Bring und seine Kollegen meinen, dass ihr neues Produktionsverfahren zu der einfacheren Herstellung großer Mengen mikroelektromechanischer Maschinen verwendet werden kann. Derartige MEMS werden bereits in vielen Bereichen des täglichen Lebens etwa als Sensoren oder Schaltelemente eingesetzt.

Stefan Maier
Anzeige

bild der wissenschaft | Aktuelles Heft

Anzeige

Aktueller Buchtipp

Sonderpublikation in Zusammenarbeit  mit der Baden-Württemberg Stiftung
Jetzt ist morgen
Wie Forscher aus dem Südwesten die digitale Zukunft gestalten

Wissenschaftslexikon

Li|po|ma|to|se  〈f. 19; Med.〉 Fettsucht, Fettgeschwulst [zu grch. lipos ... mehr

♦ in|tra|oku|lar  〈Adj.; Med.〉 innerhalb des Auges [<lat. intra ... mehr

Ma|rim|ba|fon  〈n. 11; Mus.〉 Marimba, die mit Resonanzröhren aus Leichtmetall versehen ist; oV Marimbaphon ... mehr

» im Lexikon stöbern
Anzeige
Anzeige