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Kommunikationselektronik auf Plastikfolien:
Wuppertaler DFG-Projekt geht in zweite Förderphase

Unter dem Schlagwort „Digitalisierung“ hält die Elektronik in Gestalt von Sensorik/Aktorik und Kommunikationstechnologie Einzug in immer mehr Bereiche des täglichen Lebens. Dafür muss sie ausgetretene Pfade verlassen und zukünftig leichter, ultra-dünn, mechanisch flexibel und eventuell sogar durchsichtig werden. Dieser Thematik widmet sich seit 2015 ein Kooperationsprojekt zur Erforschung von Kommunikationselektronik auf Plastikfolien unter Beteiligung des Lehrstuhls für Elektronische Bauelemente (Leitung: Prof. Dr. Thomas Riedl) und des Lehrstuhls für Hochfrequenzsysteme in der Kommunikationstechnik (Leitung: Prof. Dr. Ullrich Pfeiffer). Die Wuppertaler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erhalten dafür für weitere drei Jahre eine Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) in Höhe von rund 570.000 Euro.

Forschen gemeinsam zum Thema "Kommunikationselektronik auf Plastikfolien" (v.l.n.r.): Prof. Dr. Ullrich Pfeiffer und Prof. Dr. Thomas Riedl.

In Zukunft wird neue Elektronik Anwendungsbereiche adressieren, die etablierter, mechanisch starrer Elektronik nicht zugänglich sind, wie zum Beispiel im Bereich der personalisierten Sensorik, wo so genannte „smart wearables“ – also etwa Kleidungsstücke oder medizinische Verbände – mit zusätzlichen elektronischen/sensorischen Funktionalitäten ausgestattet werden. „Diese erfassen Vitalfunktionen, verabreichen bei Bedarf Arzneien und rufen im Notfall eigenständig ärztliche Hilfe. Die Dünnschichtelektronik liefert den Schlüssel zu dieser Zukunftsvision. Als Trägermaterial kommen dann nicht mehr Leiterplatten, sondern z.B. Kunststoff-Folien, Textilien oder sogar Papier in Betracht“, erklärt Prof. Dr. Pfeiffer.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft hat einen entsprechenden Schwerpunkt mit dem Titel FFlexCom eingerichtet, der nun in die zweite Phase eintritt. In FFlexCom soll im Rahmen von Teilprojekten an Technologien zur Realisierung von neuartigen, flexiblen und drahtlosen Kommunikationssystemen geforscht werden. „Die Dünnschichtelektronik ist heute bereits kostengünstig und flexibel, aber sie ist im Vergleich zu etablierter (nicht-flexibler) Mikroelektronik noch sehr langsam und daher für Kommunikationsanwendungen nicht zu gebrauchen. Neue Konzepte sollen existierende Geschwindigkeitslimits der flexiblen Dünnschichtelektronik überwinden“, so Prof. Dr. Riedl.

Bereits in der ersten Projektphase haben die beiden Lehrstühle von Prof. Riedl und Prof. Pfeiffer, die auch Mitglieder des Instituts für Polymertechnologie der Bergischen Universität sind, erfolgreich an neuen Technologien für schnelle, rauscharme Dünnschichttransistoren auf Basis von Metall-Oxid-Halbleitern gearbeitet. Diese wurden in erste fortgeschrittene Schaltungskonzepte implementiert, in denen die Erzeugung von Oberwellen in nichtlinearen Schaltungen und die resistive Selbstmischung erfolgreich demonstriert werden konnte. Dazu erläutert Prof. Pfeiffer: „Mit unseren Schaltungskonzepten ist es gelungen, die vergleichsweise langsame Dünnschichtelektronik auch in Frequenzbereichen jenseits von einem Gigahertz zu betreiben. Dieser Durchbruch ebnet den Weg zu Kommunikationsanwendungen auf Basis von flexibler Dünnschichtelektronik.“

„Unsere hervorragenden Fortschritte der ersten Projektphase haben die Gutachter überzeugt und zu einem äußerst positiven Votum für die Förderung der zweiten Projektphase geführt.“, freut sich Prof. Riedl und fügt hinzu: „In dieser zweiten Phase haben wir uns ein sehr ehrgeiziges Ziel gesetzt: Wir wollen mit flexibler Dünnschichtelektronik eine komplette Kommunikationsplattform im Gigahertz-Bereich realisieren. Das häufig zitierte ‚Internet der Dinge‘ benötigt diese neuartige Elektronik in vielen Bereichen des täglichen Lebens, u.a. in der Medizintechnik.“

www.lfeb.uni-wuppertal.de
www.ihct.uni-wuppertal.de
www.ifp.uni-wuppertal.de

Kontakt:

Prof. Dr. Thomas Riedl
Fakultät für Elektrotechnik, Informationstechnik und Medientechnik
Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente
E-Mail t.riedl{at}uni-wuppertal.de

Prof. Dr. Ullrich Pfeiffer
Fakultät für Elektrotechnik, Informationstechnik und Medientechnik
Lehrstuhl für Hochfrequenzsysteme in der Kommunikationstechnik  
E-Mail ullrich.pfeiffer{at}uni-wuppertal.de