Gekoppelte Nanoresonatoren als neuartiger Ansatz für hochgenaue miniaturisierte Sensoren „GERESENS“

In diesem Antrag sollen gekoppelte mikro- und nanomechanische Resonatoren als neues, ultragenaues Messprinzip für biochemische und physikalische Sensoren untersucht werden. 2010 wurde nachgewiesen, dass bei gekoppelten Resonatoren eine externe Störung durch die Messgröße zu sogenannten mode-localization führt. Dadurch werden die Modalamplituden der Resonatoren stark verändert und das Verhältnis der jeweiligen Schwingungsamplituden dient als Ausgangssignal. Es wurde gezeigt, dass die Empfindlichkeit gekoppelter Resonatoren um 2-3 Größenordnungen besser ist, als bei dem derzeit gängigen Messverfahren, bei dem die Frequenzänderung eines einzelnen Resonators mit einem Freiheitsgrad als Ausgangssignal dient. Dieser Messansatz steht erst am Anfang einer systematischen Untersuchung und Verwertung, beherbergt aber enormes Potential für eine ganze Reihe von Sensoren und demnach für ein längerfristiges Forschungsprogramm. Das Förderprojekt hat das Ziel an der Universität Duisburg-Essen, als erste deutsche Forschungseinrichtung, eine Forschungsgruppe zu diesem äußerst vielversprechend Ansatz für zukünftige ultragenaue Sensoren aufzubauen. Vorarbeiten des Hauptantragsstellers an der University of Southampton sind Ausgangspunkt des Forschungsprogramms. Durch eine bestehende Kollaboration wird der Zugang zu mikromechanisch gefertigten Demonstratoren ermöglicht. Das Forschungsprogramm soll diese Demonstratoren experimentell charakterisieren, die Ergebnisse mit Theorie und Simulation vergleichen, und schließlich neue Konzepte und Designs für Anwendungen in Sensoren für physikalische und biochemische Messgrößen erarbeiten, die dann als Grundlage für projektbegleitend entstehende weiterführende Anträge verwendet werden sollen.

Antragsteller

Universität Duisburg-Essen: Prof. Dr. Michael Kraft und Dr. Reinhard Viga (Fakultät für Ingenieurwissenschaften)

Förderlinie: Anschubförderung
Fördermittel: 50.000,00 Euro
Laufzeit: 01.11.2013 – 31.08.2014

Ansprechpartner

Prof. Dr. Michael Kraft
Universität Duisburg-Essen
Fachgebiet Elektronische Bauelement und Schaltungen
Bismarckstr. 81
47057 Duisburg

Telefon: 0203/3793247
michael.kraft (at) uni-duisburg-essen(dot)de