Im Projekt GREEN werden wir die Mikro- und Nanostrukturierung mit kurzen und ultrakurzen Laserpulsen einsetzen, um schnell und mit hoher Präzision unterschiedlichste Strukturen auf einer Vielzahl von Werkstoffen zu erzeugen.
Die Projektidee resultiert aus Untersuchungen, die bereits seit einiger Zeit von den Projektpartnern Cerabyte, IFT - LLF und WWWT durchgeführt wurden und die 2024 zum 3. Platz in der Ausschreibung des Houskapreises in der Kategorie Hochschulforschung geführt haben. In einer intensiven Zusammenarbeit der oben genannten Partner wurden im Rahmen eines von der FFG geförderten Vorprojekts grundlegende Versuche zum Abtrag dünner keramischer Schichten von Substraten durchgeführt.
Durch den Einsatz von DMDs (digital mirror devices) konnte gezeigt werden, dass bereits mit einem einzigen Puls eines Ultrakurzpulslasers eine 2D-Datenmatrix auf die Oberfläche des beschichteten Substrats geschrieben werden kann. Dadurch erscheint eine Speichertechnologie der Zukunft realisierbar, die in laufenden Betrieb keine Energie benötigt. Da sowohl die Substratmaterialien, als auch die keramischen Beschichtungen extrem widerstandsfähig sind, eignet sich diese Speichertechnologie für die langfristige Speicherung von Daten, wobei lediglich beim Schreiben bzw. beim Lesen der Daten Energie benötigt wird. Im Vergleich zu konventionellen Speichertechnologien könnte damit ein maßgeblicher Beitrag zur Reduktion der CO2-Emissionen von Speicherzentren geleistet werden.
Diese Basistechnologie, bei der mit Hilfe eines DMDs eine relativ große Fläche mit beliebigen Mustern versehen werden kann, haben wir auf andere Anwendungsbereiche ausgeweitet und entsprechend adaptiert.
Wir werden daher im Projekt GREEN die Anwendungsfälle
eingehend untersuchen.
Wie bereits weiter oben erwähnt, erfordert die Entwicklung der Verfahren zur präzisen Strukturierung auch entsprechende "High Performance Microscopy", die die derzeitigen Limits im Hinblick auf Auflösungsvermögen, Präzision, Datenrate bei weitem übertrifft. Dazu werden wir gemeinsam mit den Partnern AIT und RECENDT an der Entwicklung dieser Verfahren arbeiten.
Der Fokus des Partners AIT wird auf der Entwicklung und Integration von höchstauflösenden und schnellen, bildgebenden Methoden insbesondere für die Inline-Inspektion bei der NIL-Stempelfertigung als auch den NIL-Endlosfertigungsprozesse, die von JOANNEUM RESEARCH entwickelt werden, liegen.
Für die neue Speichertechnologie wird der Partner RECENDT eine schnelle Lesesensorik mit AI-Erkennung entwickeln, die es ermöglicht, die Lesegeschwindigkeit bei minimalen Strukturgrößen von 200 nm bis in den GB/s-Bereich zu erhöhen. Um in diesen Auflösungs- und Geschwindigkeitsbereich zu kommen, müssen neue Ansätze realisiert und optimiert werden.
Um die Aspekte der Nachhaltigkeit auch unabhängig untersuchen zu können, wird während der gesamten Projektlaufzeit durch unseren Projektpartner Daxner & Merl GmbH eine laufende Bewertung der von uns geplanten Verfahren und Lösungen vorgenommen.