Akustische Systeme und Mikroaktoren

Seit vielen Jahren arbeitet das Fraunhofer ISIT gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie auf dem Gebiet der akustischen Mikrosysteme.

MEMS-Lautsprecher

Ein Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung hochminiaturisierter, integrierter MEMS-Lautsprecher. Im Gegensatz zu herkömmlichen elektrodynamischen Lautsprechern basieren diese neuartigen Chip-Lautsprecher auf piezoelektrischen Hochleistungs-MEMS-Aktuatoren. Die MEMS-Lautsprecher werden mit modernster Siliziumtechnologie hergestellt, die nicht nur eine mikrometergenaue Fertigung, sondern auch eine kostengünstige Massenproduktion ermöglicht. Neben einer hervorragenden akustischen Leistung und fortschrittlichen Funktionen zeichnen sich die MEMS-Lautsprecher durch deutlich kleinere Abmessungen und eine überlegene Energieeffizienz aus, was sie besonders attraktiv für mobile Anwendungen wie Augmented Reality, Hearables, kabellose Kopfhörer und Hörgeräte macht. 

Ultraschallwandler

Miniaturisierte Ultraschallwandler sind ein Forschungsschwerpunkt. Je nach Frequenzbereich und Anwendung werden die Wandler am ISIT als Membran- oder offene Biegewandler konstruiert. Die Basis bilden hochentwickelte Prozesstechnologieplattformen mit den piezoelektrischen Hochleistungswerkstoffen AlN, AlScN und PZT, die sehr hohe Schalldruckpegel und Empfindlichkeiten ermöglichen. Auf diese Weise lassen sich effiziente Ultraschallwandler mit Mittenfrequenzen von wenigen kHz bis zu mehreren MHz realisieren. Zu den entwickelten Komponenten gehören Ultraschall-Arrays für berührungslose Mensch-Maschine-Schnittstellen, medizintechnische Anwendungen und die zerstörungsfreie Prüftechnik.

Oberflächenwellen-Sensoren

Sensoren, die auf der Modulation von akustischen Oberflächenwellen (SAW) basieren, können zur Messung verschiedener physikalischer Phänomene eingesetzt werden: Neben der Massenabsorption können auch elastische, viskoelastische oder elektrische Effekte genutzt werden. Spezielle Funktionsschichten ermöglichen ein breites Anwendungsspektrum mit Druck-, Feuchtigkeits-, elektrischen Feld-, Vibrations-, Gas-, Bio- oder Magnetfeldsensoren.