Nanoreplikation mit Roll-2-Roll eine Pilotanlage sucht Interessenten

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1 Nanoreplikation mit Roll-2-Roll eine Pilotanlage sucht Interessenten Prof. Dr. Daniel Schondelmaier Technologiekonferenz elmug4future

2 Inhalt Das Nanolab an der WHZ Möglichkeiten am Nanolab roll2roll Leupold-Institut für Angewandte Naturwissenschaften AG Nano 2

3 Die Hochschule in Zahlen: Studenten: ca Professoren: ca. 160 Mitarbeiter: ca Fakultäten 40 Studiengänge DM ca.7 Mio EUR

4 Fakultät PTI und Leupold-Institut Studiengänge Physikalische Technik (Bachelor) Mikrotechnologie (Bachelor) Biomedizinische Technik (Bachelor) Medizin- und Gesundheitstechnologie (Master) ab 2015 Umwelttechnik und Regenerative Energien (Bachelor) neu Nanotechnologie (Master) Forschungsaktivitäten/ Arbeitsgruppen Thermische Analyse, Biomedizintechnik, Verfahrenstechnik, Optische Technologien, Technische Mechanik, Instrumentelle Analytik, Röntgentechnik, Oberflächenanalytik/ Elektronenmikroskopie, Chemie der Galvano- und Oberflächentechnik, Oberflächen- und Dünnschichttechnik, Nanotechnologie Leupold-Institut für Angewandte Naturwissenschaften AG Nano 4

5 Fachgebiet Nanotechnologie Arbeitsgruppe im Sommer 2015 Bionik Struktur Replikation Analytik Leupold-Institut für Angewandte Naturwissenschaften AG Nano 5

6 Der Weg zum Nanolab Planung & Konzeption Jan Jul Beschaffung & Bereitstellung bis Nov Installation & Probebetrieb bis März 1014 Eröffnung April AG Nano 6

7 70m² Reinraumfläche Modul 1: Schleuse und Bereich für Digestorien Modul 2: Gelblichtbereich mit Nasschemiebank für Strukturierung Modul 3: Weißlichtbereich für Replikation und Analytik Modul 4: Betriebstechnik Leupold-Institut für Angewandte Naturwissenschaften AG Nano 7

8 Spezifikation Reinraum Reinraumklasse (Gelblicht, etwa ISO 5) max Partikel je m³ (100 Partikel je ft³) bei 0,5 µm Abluftreinigung (Digestorium, Giftschrank) Lufttemperatur (min./max.): 20 / 22 C Luftfeuchte (min./max.): 35 / 45 % Leupold-Institut für Angewandte Naturwissenschaften AG Nano daniel.schondelmaier@fh-zwickau.de 8

9 Laserinterfernzlithographie HeCd Laser (325nm / 30mW) Optischer Tisch (pneumatische Dämpfung) Optik und Waferhalterung Leupold-Institut für Angewandte Naturwissenschaften AG Nano daniel.schondelmaier@fh-zwickau.de 9

10 Replikation Nanoimprint (thermisch) NIL - ThermoImprint 4 Zoll Wafer-Prozessierung T max = 180 C ; p max = 8 bar Leupold-Institut für Angewandte Naturwissenschaften AG Nano daniel.schondelmaier@fh-zwickau.de 10

11 Fluoreszente Nanopartikel Core Core/Shell Intensity [a.u.] nm Wavelength, nm Thermische Imprintfähigkeit Optische Funktionalität Leupold-Institut für Angewandte Naturwissenschaften AG Nano daniel.schondelmaier@fh-zwickau.de

12 SMWK: Antireflektionsschicht - Idee Mottenaugeneffekt Verwendung für Antireflexionsschichten in Optik, Photovoltaik Klassischer Ansatz: destruktive Interferenzen bei Mehrschicht- Strukturen, abhängig von Wellenlänge! AR-Eigenschaften des Mottenauges durch kontinuierlichen Übergang des effektiven Brechungsindex von Luft zu Material d s n 0 n 1 n eff Leupold-Institut für Angewandte Naturwissenschaften AG Nano daniel.schondelmaier@fh-zwickau.de

13 SMWK: Antireflektionsschicht - Replikation Al Wafer PS Folie 30min Dynasilan F8261 dip coating Imprint 10min bei 120 C und 4bar Gute Replikation, Keine Anhaftung! Leupold-Institut für Angewandte Naturwissenschaften AG Nano daniel.schondelmaier@fh-zwickau.de 13

14 SMWK: Antireflektionsschicht - spektrale Reflektivität Deutliche Minderung der Reflektion! Leupold-Institut für Angewandte Naturwissenschaften AG Nano daniel.schondelmaier@fh-zwickau.de 14

15 ZIM: Nano-Perforation von Folien - Idee Ionenspurtechnologie zur Erzeugung von Löchern in Folien Abbildung aus Dissertation F. Staufenbiel Ionen Strahl Technologie Gmbh, Ditfurt Leupold-Institut für Angewandte Naturwissenschaften AG Nano daniel.schondelmaier@fh-zwickau.de

16 ZIM: Nano-Perforation von Folien - Anwendung Perforation Rolle zu Rolle Produktion perforierten Folien Werkzeugherstellung (Interposer, Halbleiter, Filter, ) Ionenspurfolie Kupferwerkzeug mit Säulen PDMS Werkzeug mit Nadeln Leupold-Institut für Angewandte Naturwissenschaften AG Nano daniel.schondelmaier@fh-zwickau.de 16

17 Replikation Roll2Roll Thermische Replikation Einzelfoliendurchzug Thermo Flash Verfahren Leupold-Institut für Angewandte Naturwissenschaften AG Nano 17

18 Technologie Xenon-Lampen, die nur die Nano-Oberfläche der Substrate binnen Millisekunden aufschmelzen. Temperatur --- Oberseite --- Unterseite Zeit Leupold-Institut für Angewandte Naturwissenschaften AG Nano 18

19 Vorteile: Durchsatz und Kosten Prozessgeschwindigkeit < 5s/m Format DIN A4 Austauschbare Rolle Roll2Roll Anwendung Funktionale Nanostrukturen Perforierung Nanopartikel Partner für F&E Auftragsforschung Verbundprojekte Qualifiziertes Personal für Ihr Unternehmen Leupold-Institut für Angewandte Naturwissenschaften AG Nano 19

20 There's Plenty of Room at the Bottom Richard Feynman, Nobelpreisträger im Jahr 1965 (Foto: California Institut of Technology)