ETH lenkt Schwingungen in geordnete Bahnen
01 Juni 2026 09:49
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(CONNECT) Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) haben laut einer Mitteilung einen Siliziumwafer so strukturiert, dass er mechanische Wellen gezielt auf bestimmte Bahnen lenken kann. Diese als Metamaterialien bezeichneten Werkstoffe werden mikroskopisch so bearbeitet, dass sie neue Eigenschaften erhalten. Der derart nanostrukturierte Wafer soll unerwünschte Vibrationen in nutzbare Energie wandeln oder mechanische Signale ohne Stromversorgung verarbeiten können.
„Es ist faszinierend, wie man durch eine spezielle Mikrostruktur etwas aus einem Material herausholt, was es ohne diese Struktur nicht hat“, wird der Leiter des Projekts, Dennis Kochmann, Professor für Mechanik und Materialforschung am ETH-Departement für Maschinenbau und Verfahrenstechnik, in der Mitteilung zitiert. Diese Mikrostrukturen werden durch fotolithographische Verfahren und Ätztechniken, wie man sie in der Halbleiterherstellung verwendet, hergestellt. Die Muster bestehen dabei aus Millionen sich wiederholender Elemente, sogenannte Einheitszellen. Diese Einheitszellen sind jedoch nicht über den gesamten Wafer identisch, sondern ändern sich graduell. „Das Design unseres Metamaterials ist wie bei einem Puzzle modular“, so Kochmann weiter. Unterstützt wird die Aufgabe auch von Computermodellen, diese simulieren die Fortbewegung der auf das Muster treffenden Schwingung.
Ein zukünftiges Einsatzgebiet sieht das Team in der Mikro- und Nanoelektronik, etwa bei neuartigen Computer-Architekturen. Doch derzeit steht für Kochmann die Grundlagenforschung im Vordergrund, um die Physik dieser neuartigen Materialien noch besser zu verstehen. Für die Herstellung der neuartigen Wafer nutzen die Forschenden den Reinraum am Binnig and Rohrer Nanotechnology Center von ETH und IBM. ce/eb
