Energieeffiziente Sensorsysteme

Mehr denn je steht Energieeffizienz heute im politischen Fokus – und doch ist es kaum vorstellbar, dass man sich über die Einsparung von einer Milliwattstunde Gedanken macht. Die Arbeitsgruppe„Energieeffiziente Sensorsysteme“ am Fraunhofer ISIT tut genau dies – denn in jedem System ist Energie die wertvollste Ressource, sei es der Planet Erde oder ein mobiles Messgerät, das mit einer Knopfzelle 10 Jahre lang funktionieren soll.Mikrotechnologien machen es heute möglich, komplexe Funktionalität elektronisch umzusetzen, die Umwelt durch MEMS-Sensoren zu erfassen und Informationen drahtlos an Endgeräte oder in die Cloud zu senden. So ist es beispielsweise vorstellbar, einen Bewegungsmelder zur Detektion von Personen in einem Volumen von nur 2 mm³ zu realisieren und vielleicht sogar als Teil eines energieautarken Systems zu betreiben.

Genau dieses Ziel haben sich die Forscher unserer Arbeitsgruppe gesetzt, um das Potenzial der Siliziumtechnologie zu verdeutlichen. In Kooperation mit der Christian-Albrechts- Universität zu Kiel (CAU) entwickeln wir pyroelektrische Sensoren, indem Materialstudien der CAU am ISIT zu Designkonzepten und Prozessen weiter entwickelt werden, die in die industrielle Produktion überführt werden.

Durch unsere vorhandene Expertise im Bereich der piezoelektrischen Materialien und laufende Forschung zur optischen Funktionalisierung von Wafer-Level Packages rechnen wir damit, bald über 5000 Bewegungsmelder auf einem einzigen Siliziumwafer integrieren zu können, um den stetig wachsenden Markt für smarte und energiesparende Mensch-Technik Interaktion bedienen zu können.

Selbstverständlich reicht unsere Vision weit über diese Anwendung hinaus: Sensoren haben vielfältige Verwendungsmöglichkeiten, sei es im Automobil, in Industrie 4.0 Anwendungen oder in der Medizintechnik. Miniaturisierung und Energieeffizienz sind in vielen Fällen die Schlüssel für eine erfolgreiche Systemintegration.