Das Projekt "Teilvorhaben 3: Simulation und Messtechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DIAS Infrared GmbH durchgeführt. Die Entwicklung und Herstellung von neuartigen ungekühlten Infrarot-Sensoren für ein breites Anwendungsspektrum ist das Hauptziel des Vorhabens. Dabei sollen in einem bionischen Ansatz spezielle biologische Infrarot-Rezeptoren von Insekten ('photomechanische' Infrarot-Rezeptoren pyrophiler Käfer der Gattung Melanophila) als Vorlage dienen, deren Funktionsprinzip in der Technik bisher nicht genutzt wird. Im vorliegenden Teilvorhaben werden die Schwerpunkte Simulation und Messtechnik bearbeitet. Durch optische, thermische und elektrische Simulationen werden Sensorkenngrößen wie Empfindlichkeit und Rauschen in Abhängigkeit von konstruktiven, technologischen und Betriebsparametern berechnet. Messplätze für die Kenngrößen der neuen Infrarotsensoren werden weiterentwickelt und aufgebaut. Auf diesen Messplätzen werden die im Projekt realisierten Sensoren charakterisiert und bewertet.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Untersuchungen an Insekten-IR-Rezeptoren, Sensormodelle, Konzepte für Sensordesign" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Zoologie durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Die Entwicklung und die Herstellung von neuartigen ungekühlten Infrarot-(IR)-Sensoren für ein breites Anwendungsspektrum ist das Hauptziel des beantragten Vorhabens. Dabei sollen in einem bionischen Ansatz spezielle biologische IR-Rezeptoren von Insekten als Vorlage dienen, deren Funktionsprinzip in der Technik bisher nicht genutzt wird. Diese sog. 'photomechanischen' IR-Rezeptoren wurden bisher nur bei sog. pyrophilen ('feuerliebende') Käfer und Wanzen gefunden. Im Unterschied zu ungekühlten technischen IR-Sensoren, die in der Regel als Bolometer funktionieren, setzt ein photomechanischer IR-Detektor absorbierte IR-Strahlung sehr schnell in ein mikromechanisches Ereignis um, welches von einer mechanosensitiven Sinneszelle gemessen wird. Die diesem Transduktionsprozess zugrunde liegenden Prinzipien sollen im Rahmen des Verbundprojektes zur Herstellung technischer IR-Sensoren verwendet werden. Arbeitsplanung: Vergleichende Untersuchungen zur Struktur und Funktion photomechanischer IR-Rezeptoren, Erstellung dreidimensionaler Modelle für die Simulation und Rapid Prototyping. Sensorkonzeption und Entwurfsoptimierungen einschließlich Erstellung von alternativen Konzepten für das Sensordesign. Aufbau- und Verbindungstechnik und Verkappung der vom FZ caesar gelieferten Sensoren. Aufbau kompletter Demonstratoren und ihre messtechnische Bewertung. Test von Sensoren in Hauhaltsgeräten und bei der Branddetektion. Einsatz der Sensoren bei Brandversuchen und Umwelttests.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Mikrosystemtechnologisches Konzept und Herstellung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Caesar durchgeführt. Vorhabenziel: Gesamtziel des Vorhabens: Die Entwicklung und die Herstellung von neuartigen ungekühlten Infrarot- (IR)-Sensoren für ein breites Anwendungsspektrum. Dabei sollen in einem bionischen Ansatz spezielle biologische IR-Rezeptoren von Insekten als Vorlage dienen, deren Funktionsprinzip in der Technik bisher nicht genutzt wird. Diese sog. 'photomechanischen' IR-Rezeptoren wurden bisher nur bei pyrophilen ('feuerliebende') Käfer der Gattung Melanophila sowie bei pyrophilen Wanzen der Gattung Aradus gefunden. Aufbauend auf den Ergebnissen des vorangegangenen Förderprojektes, 'Entwicklung eines Bionischen IR-Sensors nach dem Vorbild des Käfers der Gattung Melanophila' wollen wir in dem vorliegenden Antrag die Methode des 'Silicon Bulk Micromachining' weiter entwickeln und optimieren. Konkurrierend dazu soll der Sensor mit einer zweiten Methode, dem 'Silicon Surface Micromachining', entwickelt werden. Silicon Surface Micromachinig würde es erlauben, die Dimensionen des technischen Sensors wesentlich besser an das biologische Vorbild anzupassen. Arbeitsplanung: 1. AP: Technologische Optimierung des 'Silicon Bulk Micromachining'-Konzeptes 2. AP: Alternative Technologieentwicklung eines 'Silicon Surface Micromachining'-Konzeptes 3. AP: Sonstiges; in diesem Arbeitspaket werden die Planung der Verbundtreffen, Zwischenbegutachtung, Präsentationen und Berichte gezeigt.