Metalliska mikrostrukturer är nyckelkomponenterna i nästan alla nuvarande eller framväxande teknologier. Till exempel, med nästa trådlös kommunikationsstandard (6G) som etableras, behovet av avancerade komponenter och särskilt antenner är otillfredsställt. Strävan mot ännu högre frekvenser och djupare integration går hand i hand med miniatyriserings- och tillverkningstekniker med on-chip-kapacitet. Via direkt laserskrivning – en additiv tillverkningsteknik som erbjuder sub-mikron precision och funktionsstorlekar – kommer mycket sofistikerade och integrerade komponenter inom räckhåll.

En stor fördel med direktlaserskrivning är att det inte är begränsat till tillverkning av plana strukturer utan möjliggör nästan godtyckliga 3D -mikrostrukturer. Detta ökar dramatiskt de tillgängliga alternativen för komponent- eller enhetsdesigners och erbjuder stor potential för, t.ex., förbättring av antennprestanda:förstärkning, effektivitet och bandbredd är högre vid lägre matningsförluster för 3D-antenner jämfört med deras plana motsvarigheter. Dessa fördelar blir ännu mer uttalade ju högre frekvensen blir.

I en ny tidning publicerad i Ljus:Avancerad tillverkning , ett team av forskare från Fraunhofer ITWM, Technische Universität Kaiserslautern och Stuttgart University har utvecklat ett nytt fotokänsligt material som möjliggör direkt tillverkning av högledande mikrokomponenter via direkt laserskrivning.

"De resulterande strukturerna är inte bara gjorda av nästan 100 % silver, men de har också över 95% materialdensitet. Vidare, nästan godtyckliga strukturgeometrier är möjliga medan onchip-kompatibilitet bibehålls med detta tillvägagångssätt, säger Erik Waller, huvudforskaren för projektet.

Tillvägagångssättets genomförbarhet och styrka demonstrerades genom tillverkningen av en polarisator baserad på en rad spiralformade antenner som arbetar i det infraröda spektralområdet.

"Materialet och tekniken är väl lämpade för tillverkning av ledande tredimensionella komponenter i mikrometerstorlek. Nästa, vi vill visa integrationen av så tillverkade komponenter på konventionellt tillverkade chips. Då tar vi verkligen mikroelektroniken till en annan dimension, säger Georg von Freymann, avdelningschef vid Fraunhofer ITWM och professor vid Technische Universität Kaiserslauten.