Case Studies - aixACCT Systems

Innovationstreiber in der piezoelektrischen Materialforschung

Die folgenden Case Studies zeigen, wie unsere Lösungen Forschenden und Industriepartnern völlig neue Einblicke in das komplexe Zusammenspiel von Materialzusammensetzung und funktionalen Eigenschaften ermöglichen — und dabei häufig Korrelationen sichtbar machen, die in der Praxis zuvor nicht zugänglich waren.

Entdecken Sie, wie die Technologien von aixACCT technische Hürden abbauen und den Fortschritt in der Materialwissenschaft über verschiedenste Anwendungsfelder hinweg beschleunigen.

Von der Yield-Krise zur stabilen MEMS-Serienfertigung — mit aixDBLI zur messbaren Prozesskontrolle
Ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich Datenspeichertechnologien sah sich mit einem gravierenden Yield-Problem in der Fertigung piezoelektrischer MEMS-Bauteile konfrontiert. Trotz gut charakterisierter AlN-Dünnschichten mit hervorragenden strukturellen Eigenschaften und positiven Ergebnissen in elektrischen Tests schwankte die Performance der finalen Bauteile erheblich — von voll funktionsfähig bis komplett inoperabel. Diese Inkonsistenzen behinderten die Skalierung der Produktion und die Einhaltung von Qualitätsstandards.

Zu diesem Zeitpunkt fehlte dem Unternehmen eine Methode, um die tatsächliche piezoelektrische Leistungsfähigkeit der Dünnschichten zuverlässig zu messen, bevor die Bauteile fertiggestellt waren. Das Kernproblem: Die piezoelektrischen Eigenschaften ließen sich nur indirekt auf Bauteilebene ableiten — zu spät für wirksames Prozess-Feedback und optimale Regelung.

aixACCT Systems entwickelte hierfür das Double Beam Laser Interferometry-System (aixDBLI) — gezielt, um genau diese Messprobleme zu lösen. Dieses optische Verfahren ermöglicht ultrapräzise Messungen der piezoelektrischen Koeffizienten (d₃₃,f und e₃₁,f) direkt auf Wafern mit strukturierten Elektroden, selbst wenn die Schichten noch auf dem Substrat eingespannt sind. Bis heute ist aixACCT das weltweit einzige Unternehmen, das diese Messungen in dieser Form anbietet.

Die vollständige Case Study folgt in Kürze!
Zuverlässige d₃₃-Messung von Zinkoxid-Nanodraht-Arrays
Piezoelektrisches Energy Harvesting ermöglicht die Versorgung von Mikro- und Nanosystemen, indem mechanische Vibrationen in elektrische Energie umgewandelt werden. Zinkoxid-Nanodrähte und -Nanodrahtarrays sind aufgrund ihrer ungiftigen, kostengünstigen und effizienten piezoelektrischen Eigenschaften besonders vielversprechend — ideal für piezoelektrische Nanogeneratoren (PENGs), MEMS/NEMS-Bauteile sowie selbstversorgte, flexible Mikroelektronik in Wearables, Sensoren und drahtlosen Energiewandlern.

Die verbreitetste Charakterisierungsmethode ist die direkte piezoelektrische d₃₃-Messung. Konventionelle Messaufbauten leiden jedoch unter Leckströmen, mechanischen Instabilitäten und parasitären Schwingungen — Faktoren, die eine verlässliche und reproduzierbare Bestimmung des piezoelektrischen Koeffizienten einschränken. Ein zentraler Fortschritt wurde erzielt, indem diese bekannten Probleme gezielt adressiert und rückführbare Metrologie eingesetzt wurde.

Im Rahmen des europäischen EMPIR-Programms (Horizon 2020) entwickelten die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Electrosciences Ltd. und aixACCT Systems GmbH gemeinsam eine zuverlässige, reproduzierbare und rückführbare Metrologie-Lösung.

Dieser Durchbruch unterstützt die Entwicklung von Nanodraht-Energy-Harvesting, flexiblen Energiesystemen und piezotronischen Dehnungssensoren der nächsten Generation in der Nanotechnologie.

Innovationstreiber in der piezoelektrischen Materialforschung

Von der Yield-Krise zur stabilen MEMS-Serienfertigung — mit aixDBLI zur messbaren Prozesskontrolle

Zuverlässige d₃₃-Messung von Zinkoxid-Nanodraht-Arrays