Mikrosystemtechnik

Akustische Mikrosysteme

Schalldruckpegel eines piezoelektrischen MEMS-Lautsprechers im Freifeld

Piezoelektrische Ultraschall-Arrays mit 80 MHz Mittenfrequenz

Seit vielen Jahren arbeitet das ISIT gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie auf dem Gebiet akustischer Mikrosysteme. Einen Schwerpunkt bildet dabei die Entwicklung einer neuen Generation von Lautsprechern. Im Gegensatz zu konventionellen elektrodynamischen Microspeakern basieren die neuen Chip-Lautsprecher auf leistungsfähigen MEMS-Antrieben. Diese werden mittels Siliziumtechnologie gefertigt und zeichnen sich durch extrem niedrige Fertigungstoleranzen aus. Weitere Vorteile liegen in der reduzierten Baugröße sowie der hohen Energieeffizienz, was die Schallgeber besonders attraktiv für mobile Kommunikationsgeräte wie Tablets, Smartphones und Kopfhörer macht. Neben den MEMS-Lautsprechern stellen miniaturisierte Ultraschallwandler einen weiteren Forschungsschwerpunkt dar. Je nach Frequenzbereich werden die Wandler am ISIT meist als piezoelektrische Dicken- oder Membranschwinger ausgelegt, wobei als Antriebsmaterialien AlN, ScAlN und PZT zur Verfügung stehen. Auf diese Weise lassen sich effiziente Ultraschallwandler mit Mittenfrequenzen von wenigen kHz bis hin zu mehreren hundert MHz realisieren. Zu den entwickelten Bauteilen zählen Ultraschall-Arrays für die Medizintechnik, die zerstörungsfreie Prüftechnik sowie Gestenerkennung.