Sie sind hier: HomeRubrikenHalbleiter

Integrierte Mikrochips: Wichtige Voraussetzung für elektronische Haut

Forschung | Forscher aus Dresden und Osaka präsentieren das erste vollintegrierte Bauelement aus Magnetsensoren und organischer Elektronik und schaffen eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung von elektronischer Haut.

Flexible elektronische Haut mit Magnetsensoren und einer komplexen elektronischen Schaltung zur Erfassung der Magnetfeldverteilung. Bildquelle: © Masaya Kondo

Flexible elektronische Haut mit Magnetsensoren und einer komplexen elektronischen Schaltung zur Erfassung der Magnetfeldverteilung.

Schon lange versuchen Wissenschaftler, diese Eigenschaften auch auf künstliche Haut zu übertagen, um zum Beispiel Roboter oder Prothesen damit auszustatten. Im Vergleich zu menschlicher Haut könnte elektronische Haut sogar zusätzliche Fähigkeiten haben, zum Beispiel einen Orientierungssinn im Magnetfeld.

Bevor diese Visionen Wirklichkeit werden können, ist viel Entwicklungsarbeit nötig. Die jüngsten Fortschritte in der Entwicklung von flexibler Elektronik und organischen Bauelementen liefern bereits wichtige Voraussetzungen. Es gibt bereits sehr dünne und biegsame Sensoren, die auch auf weichen und elastischen Oberflächen funktionieren, verschiedene physikalische Wechselwirkungen registrieren und über eine Art künstliches Nervensystem weiterleiten können.

Mit Magnetsensoren zur perfekten elektronischen Haut?

Ein großes Hindernis für die Verwirklichung einer funktionierenden elektronischen Haut stellt bisher noch die praktikable Vernetzung und Ansteuerung der einzelnen Sensoren dar. Erste Demonstratoren funktionieren so, dass jeder einzelne Sensor einer flächenhaften Anordnung separat kontaktiert und adressiert werden muss. Um die nötige Verkabelung zu umgehen, ist hier der Technologieschritt nötig, der seinerzeit die Schaltkreise zum integrierten Mikrochip gebracht hat: die Integration einzelner Magnetsensoren mit weiteren elektronischen Komponenten wie zum Beispiel Signalverstärker und die Entwicklung von vollintegrierten Systemen.

Forscher aus Dresden, Chemnitz und Osaka stellen in einem aktuellen Beitrag in der Zeitschrift Science Advances nun ein neues magnetisches Sensorsystem vor. Es besteht aus einer Anordnung von 2 mal 4 Magnetsensoren, einem organischen Bootstrap-Schieberegister zur Ansteuerung der Sensormatrix und organischen Signalverstärkern. Das Besondere ist, dass alle elektronischen Komponenten auf organischen Dünnschichttransistoren basieren und in einer einzigen Plattform integriert sind.

Die Forscher konnten zeigen, dass das System eine hohe magnetische Empfindlichkeit aufweist und die zweidimensionale Magnetfeldverteilung in Echtzeit abbilden kann. Außerdem ist es robust gegenüber mechanischer Verformung, wie Biegen, Knittern oder Knicken. (me)

Schlagworte: Medizintechnik, Mikrochips, Magnetsensoren, elektronische Haut, Prothesen