Bei Silicon Austria Labs (SAL) entwi­ckeln rund 300 Forscher:innen und Mitar­beiter:innen aus 40 Nationen inno­va­tive Tech­no­lo­gien im Bereich der elek­tro­nik­ba­sierten Systeme. Das inter­na­tio­nale Team arbeitet in über 100 Projekten mit indus­tri­ellen und wissen­schaft­li­chen Part­nern aus der ganzen Welt zusammen. So fördert SAL auch inter­na­tio­nale Forschungs­auf­ent­halte für seine Mitar­beiter:innen. So kam Made­leine Petsch­nigg, Junior Scien­tist bei SAL in Villach, in das Team von Prof. Susan Trolier-McKin­stry am Mate­rials Re­search Insti­tute an der Penn State, um ihr Wissen über die Zuver­läs­sig­keit von kera­mi­schen Dünn­schichten zu erwei­tern. Diese Dünn­schichten können sehr kleine Bewe­gungen für Anwen­dungen, die eine präzise Kontrolle erfor­dern, ausführen.

Dünn­schichten auf der Basis von Blei-Zirkonat-Titanat sind das Schlüs­sel­ele­ment vieler piezo­elek­trisch betä­tigter Mikro­ge­räte, darunter mikro­me­cha­ni­sche Wandler, Spiegel, Pumpen und viele andere. Die Anwen­dungs­be­reiche reichen von fokus­sierten Ultra­schall­ge­räten für medi­zi­ni­sche Anwen­dungen über Tinten­strahl­druck­köpfe für indus­tri­elle Drucker bis hin zu verstell­baren Spie­geln für LIDAR- und Raum­fahrt­an­wen­dungen. Um ein einwand­freies Funk­tio­nieren der Dünn­schicht über die gesamte Lebens­dauer des Geräts zu gewähr­leisten, ist es wichtig, die Stabi­lität und das Abbau­ver­halten der rele­vanten Eigen­schaften zu verstehen.

Made­leine Petsch­nigg sagt über ihre Arbeit an der Univer­sität: "Ferro­elek­tri­sche Kera­miken, wie Blei-Zirkonat-Titanat, sind faszi­nie­rende Mate­ria­lien mit erstaun­li­chen Eigen­schaften. Im Hinblick auf die Verwen­dung in aktu­ellen Geräten ist die Reak­tion des Mate­rials auf eine längere Betä­ti­gung äußerst wichtig. Die Arbeit an einem besseren Verständnis der Faktoren, die ihre Lang­zeit­sta­bi­lität bestimmen, erleich­tert die Entwick­lung neuer Geräte mit verbes­serter Leis­tung. Ich schätze es sehr, dass ich die Möglich­keit habe, mit der Penn State Univer­sity zusam­men­zu­ar­beiten und Dokto­randin in der Forschungs­gruppe von Prof. Susan Trolier-McKin­stry zu sein."

Susan Trolier-McKin­stry über die Arbeit von Made­leine: "Es war mir eine große Freude, Made­leine Petsch­nigg als Dokto­randin an der Penn State zu haben. Unsere Forschungs­gruppe ist auf die Anwen­dung grund­le­gender Mate­ri­al­wis­sen­schaften auf tech­no­lo­gisch rele­vante piezo­elek­tri­sche und ferro­elek­tri­sche Schichten spezia­li­siert.  Made­leine Petsch­nigg baut auf unserem Verständnis der Faktoren auf, die die Lang­zeit­sta­bi­lität der Eigen­schaften von Blei-Zirkonat-Titanat-Aktor­filmen sowie deren Lebens­dauer unter elek­tri­schen Feldern steuern.  Insbe­son­dere wird ihre Arbeit den Einfluss der Abschei­dungs­me­thode auf die Lebens­dauer der Filme aufzeigen.

Mohssen Moridi, Leiter des Forschungs­be­reichs Mikro­sys­tems bei SAL, über den inter­na­tio­nalen Austausch: "Ich möchte meine aufrich­tige Wert­schät­zung für die enge Zusam­men­ar­beit mit der Penn State zum Ausdruck bringen, insbe­son­dere bei der Arbeit mit den Dokto­rand:innen. Neben dem Sammeln von tech­ni­schen Erfah­rungen in der Forschungs­gruppe unter der Leitung von Prof. Susan Trolier-McKin­stry fördert die Stelle den Wissens­aus­tausch und die Weiter­ent­wick­lung auf dem Gebiet der piezo­elek­tri­schen Dünn­schichten."

Nach ihrem Forschungs­auf­ent­halt wird Made­leine nach Öster­reich zurück­kehren, um ihr Doktorat abzu­schließen und ihre Forschung über ferro­elek­tri­sche Dünn­schichten bei SAL in Villach fort­zu­setzen. Sie wird auch in den Rein­räumen von SAL arbeiten, die derzeit auf rund 1.500 m² erwei­tert werden. Made­leine hofft, einen Beitrag zu diesem Forschungs­ge­biet zu leisten und die Grenzen hin zu einer noch besseren Leis­tung der Bauele­mente zu verschieben.