Untersuchungen an leitfähigen Polymerkompositen zur Anwendbarkeit in Mikrobolometer-Arrays

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Gerald Gerlach
• Subject Area: Measurement Systems
• Term: from 2008 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 63239806

Ziel des beantragten Projekts ist die Untersuchung von Polymeren als Widerstände für Infrarot-(Mikro-)Bolometer-Arrays, wie sie z.B. in Wärmebildgeräten Anwendung finden. Die spezielle Nutzung für Bolometer erfordert, dass geeignete sensitive Schichten einen großen Temperaturkoeffizienten des Widerstandes aufweisen und dass sie wegen der geforderten thermischen Isolation als freitragende dünne Schichten herstellbar sind: Perkolative polymere Netzwerke vereinen dabei die Vorteile einer einstellbaren, hinreichend kleinen Leitfähigkeit (durch das Polymer) und eines großen Temperaturkoeffizienten des Widerstandes (durch den Füllstoff, z.B. aus Halbleitermaterial). In dieser Weise besitzen sie ein großes Potenzial, traditionelle Materialien in der Halbleitertechnologie (amorphes Silizium, Vanadiumoxid) abzulösen, um preiswerte Mikrobolometer-Arrays mit allerdings geringeren Genauigkeitsanforderungen zu schaffen. Es sollen verschiedene perkolative polymere Netzwerke hergestellt werden, welche hinsichtlich der vorhandenen Leitungsmechanismen und der daraus resultierenden Eignung in Mikrobolometer-Arrays charakterisiert werden sollen. Hierfür soll vor allem der Halbleiter Tellur als leitfähiger Füllstoff verwendet werden, der sowohl elektrisch günstige Eigenschaften hat, als auch einfach durch chemische Reduktion in verschiedenen Formen synthetisiert werden kann. Die Herstellung freitragender leitfähiger Schichten soll mittels Opferschicht- oder Stempeltechnologien realisiert werden. Hierbei sollen insbesondere Verfahren angewendet werden, die hochparallele und kostengünstige Herstellungstechniken ermöglichen. Der Aufbau von Mikrobolometerteststrukturen mit der Bestimmung sämtlicher relevanter Sensorparameter stellt den Abschluss der geplanten Forschungsarbeiten dar.

• DFG Programme: Research Grants