Akustische Systeme und Mikroantriebe

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

MEMS-Lautsprecher

Einen Schwerpunkt bildet die Entwicklung von hochminiaturisierten, integrierten MEMS-Lautsprechern. Im Gegensatz zu konventionellen Produkten basieren diese neuartigen Chip-Lautsprecher auf leistungsfähigen MEMS-Antrieben. Die MEMS-Lautsprecher werden mittels modernster Siliziumtechnologie hergestellt, welche nicht nur eine mikrometergenaue Fertigung sondern auch kosteneffiziente Massenproduktion ermöglicht. Neben einer herausragenden akustischen Leistungsfähigkeit sowie erweiterten Funktionalitäten zeichnen sich die MEMS-Lautsprecher durch deutlich geringere Baugrößen und eine überragende Energieeffizienz aus, was sie besonders attraktiv für mobile Anwendungen wie Augmented Reality, Hearables, drahtlose Kopfhörer und Hörgeräte macht. Zum Vorteil der Kunden des ISIT sind die Aktor- und Lautsprecher-Konzepte patentiert.

Ultraschallwandler

Einen Forschungsschwerpunkt stellen miniaturisierte Ultraschallwandler dar. Je nach Frequenzbereich werden die Wandler am ISIT als piezoelektrische Dicken- oder Membranschwinger ausgelegt. Die Basis bilden hochentwickelte Prozesstechnologieplattformen mit den piezoelektrischen Hochleistungsmaterialien AlN, ScAlN und PZT, wodurch sehr hohe Schalldruckpegel sowie Empfindlichkeiten möglich sind. 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 berührungslose Mensch-Maschinen-Interfaces, medizintechnische Anwendungen sowie die zerstörungsfreie Prüftechnik.

Sensoren für akustische Oberflächenwellen

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 ausgenutzt werden. Dedizierte Funktionsschichten ermöglichen ein breites Anwendungsspektrum mit Druck-, Feuchte-, Elektrofeld-, Vibrations-, Gas-, Bio- oder Magnetfeldsensoren.