KMU-innovativ Intensive Ionenquelle zur Beschichtung von Substraten mit Nano-Strukturen für organische Elektronik (ion-booster)

Motivation
Innovative Nanotechnologie ermöglicht den Bau hochminiaturisierter elektronischer Bauteile und Biotech-Produkte, wie Sensoren. Ihre Funktion beruht auf ultradünnen Schichten, z. B. organischer Materialien. Organische Stoffe sind nachhaltiger, kostengünstiger und ungiftiger als mineralische oder metallische, allerdings auch oft hitzelabil, wodurch sie für etablierte Dampf- oder Flüssigdruck-Verfahren häufig ungeeignet sind. Elektro-Spray-Deposition stellt eine schonende Alternative, insbesondere für empfindliche bioorganische Stoffe, dar. Die derzeitige Herausforderung besteht jedoch in der langsamen Prozessgeschwindigkeit, die für den breiten industriellen Einsatz deutlich erhöht werden muss.

Ziele und Vorgehen
Ziel des KMU-innovativ Projekts ion-booster ist es, die Sprayintensität der Elektro-Spray-Deposition um den Faktor 100 zu erhöhen. Neben der Parallelisierung von Spraydüsen werden veränderte Geometrien und die Vernebelung unterstützende elektrische und Ultraschall-Methoden getestet. Durch Simulationen werden die optimalen Feldgeometrien ermittelt, um den Entwicklungsprozess zu steuern. Der meistversprechende Ansatz wird schließlich zu einem Spray-Prototypen weiterentwickelt. Perspektivisch soll er in das bestehende, selbst entwickelte Depositionssystem integriert werden.

Innovationen und Perspektiven
Die Technologieentwicklung zur Prozessbeschleunigung im Rahmen des Projekts ion-booster eröffnet den Weg zum industriellen Einsatz der Elektro-Spray-Deposition, initial als Tool in der Elektronikentwicklung, langfristig auch in der Fertigung. Durch die höhere Sprayintensität wird der Schichtaufbau, bei Erhalt der im Labormaßstab bekannten hohen Qualität der organischen Schicht, erheblich beschleunigt. Der methodenbedingte Ausschluss von störenden Substanzen trägt zur Steigerung der Performance bei, z.B. als bessere Signal-Rausch-Relation in Sensoren, einer höheren Ausbeute bei Solar-Chips oder verlängerter Lebensdauer.

• Hochschule für angewandte Wissenschaften Coburg
• pureions GmbH