Silicium-Platin Nanostrukturen für hochgradig Infrarot-emissive Oberflächen in Hotplate-Emittern

Konferenz: Mikrosystemtechnik 2013 - Von Bauelementen zu Systemen
14.10.2013 - 16.10.2013 in Aachen, Deutschland

Tagungsband: Mikrosystemtechnik 2013

Seiten: 4Sprache: DeutschTyp: PDF

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Autoren:
Müller, Lutz; Hoffmann, Martin (Technische Universität Ilmenau, Institut für Mikro- und Nanotechnologien MacroNano®, Gustav-Kirchhoff Straße 7, 98693 Ilmenau, Deutschland)
Käpplinger, Indira; Brode, Wolfgang (Siegert TFT GmbH, Robert-Friese-Straße 3, 07629 Hermsdorf, Deutschland)
Biermann, Steffen (Micro-Hybrid Electronic GmbH, Heinrich-Hertz-Straße 8, 07629 Hermsdorf, Deutschland)

Inhalt:
Durch die Kombination von nicht-periodischen Silicium-Mikrostrukturen mit Platin-Nanostrukturen wird eine hochabsorbierende Oberfläche geschaffen. Die Herstellung dieser Strukturen mittels herkömmlicher Technologie der Mikrosystemtechnik wird dargestellt. Mittels Finite-Difference Time-Domain (FDTD) Simulationen wurde die optimale Größe der Platinstrukturen für eine effiziente Absorption bzw. Emission von Infrarotstrahlung ermittelt. Die optischen Eigenschaften der gefertigten Strukturen wurden mittels dispersiver Spektrometrie im Wellenlängenbereich zwischen 800 nm und 2500 nm untersucht. Es werden Absorptions- bzw. Emissionsgrade von bis zu 97 % erreicht. Zur Verbesserung der thermischen Stabilität der Nanostrukturen wurden diese mit einer SiO2 Beschichtung passiviert, wodurch diese auch nach mehrstündiger Erhitzung auf 800 °C in sauerstoffreicher Atmosphäre Absorptionsgrade von bis zu 90 % zeigen. Als Anwendungsbeispiel für die Nutzung dieser Emissionsstrukturen in Mikrosystemen wird ein thermischer Infrarotemitter mit integrierten Silicium-Platin-Nanostrukturen vorgestellt.