Nanostrukturierung

Unser Leistungsangebot

Mittels ultrakurz gepulster Laserstrahlung können präzise Nanostrukturen für funktionelle Oberflächen hergestellt werden. Diese hochpräzisen, periodischen Oberflächenstrukturen lassen sich durch laserinduzierte Oberflächeneffekte oder Mehrstrahl-Interferenz gezielt erzeugen und manipulieren.

Die resultierenden Nanostrukturen begünstigen in der Biotechnologie das selektive Bakterienwachstum oder in der Medizintechnik das Einwachsverhalten von keramischen Implantaten. Weiterhin lassen sich mittels Mehrstrahl-Interferenz komplexe Sicherheitsmerkmale aus periodischen Oberflächenstrukturen mit Strukturgrößen im Bereich von 300 nm bis 5000 nm zusammensetzen, die eine individualisierte, charakteristische spektrale Signatur aufweisen. Diese Oberflächenstrukturen können mit Flächenraten von bis zu 60 cm²/min erzeugt werden. Neben den optischen können so auch die haptischen und adhäsiven Eigenschaften von Bauteilen manipuliert und angepasst werden. Die Anwendungsbereiche dieser Strukturen sind neben der Medizintechnik und Biotechnologie auch der Werkzeug- und Formenbau, die Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrt, die Elektronikindustrie sowie die Energietechnik.

Das Fraunhofer ILT entwickelt Prozesse und baut Systemtechnikkomponenten für die anwendungsspezifische Strukturierung von Oberflächen unterschiedlichster Werkstoffe. Das Leistungsangebot umfasst marktnahe FuE-Dienstleistungen zur Nanostrukturierung, Markt- und Machbarkeitsstudien, Aufgabenstellungen aus den Bereichen Design und Simulation sowie umfassende Beratung.

Punktbasierte und linienbasierte Oberflächenstrukturierung mittels Mehrstrahlinterferenz zur großflächigen Bearbeitung mit bis zu 60 cm²/min Flächenrate.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Punktbasierte und linienbasierte Oberflächenstrukturierung mittels Mehrstrahlinterferenz zur großflächigen Bearbeitung mit bis zu 60 cm²/min Flächenrate.

Oberflächenstrukturierung mittels variabler Mehrstrahlinterferenz.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Oberflächenstrukturierung mittels variabler Mehrstrahlinterferenz.

Mikro- und Nanostrukturen zur gezielten Einstellung von Oberflächenfunktionen, wie beispielsweise der Haifischhaut zur Reduzierung von Flüssigkeitsreibung (oben links).
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Mikro- und Nanostrukturen zur gezielten Einstellung von Oberflächenfunktionen, wie beispielsweise der Haifischhaut zur Reduzierung von Flüssigkeitsreibung (oben links).

Leistungsangebot Nanostrukturierung

  • Herstellung von deterministischen periodischen Oberflächenstrukturen durch Mehrstrahl-Interferenz
  • Herstellung von statistischen periodischen Oberflächenstrukturen mittels laserinduzierten Oberflächeneffekten (LIPSS, nano ripples)
  • Strukturgrößen im Bereich von 100 nm - 500 nm

Broschüren

Unsere Broschüren vermitteln einen schnellen Einblick in unser Leistungsangebot »Nanostrukturierung«. Detaillierte Informationen und einzelne Projektergebnisse finden Sie auch im Reiter »Projektergebnisse«.

 

Broschüre »Applikationszentrum Laserstrukturierung für den Werkzeug- und Formenbau«

 

Broschüre »Mikro- und Nanostrukturierung mit Laserstrahlung«

Branchen

Lasertechnik trägt in unterschiedlichen Branchen zur Lösung anspruchsvoller Aufgabenstellungen bei. Ob als Werkzeug in der Automobilfertigung, als Messmittel im Umweltbereich, als Diagnose- oder Therapieinstrument in der Medizintechnik oder als Kommunikationsmedium in der Raumfahrttechnik, der Laser bietet vielfache Einsatzmöglichkeiten mit hoher Produktivität und hoher Effizienz.

Auf den Branchen-Webseiten finden Sie weitere Informationen und eine Auswahl aus unserem Angebot.

Publikationen

Großmann, D., Reininghaus, M., Kalupka, C., Jenne, M., Kumkar, M.:
In-situ microscopy of front and rear side ablation processes in alkali aluminosilicate glass using ultra short pulsed laser radiation.
OPTICS EXPRESS 25 (23), 28478- (11 S.) (2017)

Boehr, S., Nolis, P., Brenner, A., Reininghaus, M., Lamß, M., Müller, B.:
Laserbasierte Fertigungstechniken und additive Fertigung.
Galvanotechnik 108, 1672-1677, (6 S.) (2017)

Steger, M., Gillner, A.:
Analysis and Evaluation of Boundary Conditions for Direct Surface Structuring by Multi-Beam Interference.
JOURNAL OF LASER MICRO/NANOENGINEERING 11, 296-303, (2016)

Reininghaus, M., Ivanov, D., Maß, T.W.W., Eckert, S., Juschkin, L., Garcia, M. E., Taubner, T., Poprawe, R.:
Nanophotonic applications of fs-laser radiation induced nanostructures and their theoretical description
Optically Induced Nanostructures. Hrsg. v. König, Karsten / Ostendorf, Andreas. Berlin: De Gruyter, 25-46, (2015)

Steger, M., Hartmann, C., Beckemper, S., Holtkamp, J., Gillner, A.:
Fabrication of hierarchical structures by direct laser writing and multi-beam-interference
Proc. of LAMP2013 - the 6th International Congress on Laser Advanced Materials Processing, (6 S.) (2013)

Freiberger, R., Hauck, J., Reininghaus, M., Wortmann, D., Juschkin, L.:
Time resolved EUV pump-probe microscopy of fs-LASER induced nanostructure formation. 
Proc. SPIE 8076, 80760K, (7 S.) (2011)

Ivanov, D. S. , Shultz (Schulz), W.:
MD-based modeling of swift heavy ion beam nanostructuring of dielectrics. 
8th EBSA European Biophysics Congress, August 23rd-27th 2011, Budapest, Hungary. Eur. Biophys. J. 40 (1), P-266, p.107, (2011)

Huang, J., Beckemper, S., Gillner, A., Wang, K.:
Tunable surface texturing by polarization-controlled three-beam interference
J. Micromech. Microeng. 20, 95004, (6 S.) (2010)

Gottmann, J., Wortmann, D., Brandt, N.:
Highspeed manufacturing of periodical surface and in-volume nanostructures by fs-laser direct writing
Proc. SPIE 6879, (12 S.) (2008)

Wortmann, D., Gottmann, J., Brandt, N., Horn-Solle, H.:
Micro- and nanostructures inside sapphire by fs-laser irradiation and selective etching
Opt. Expr.16 (3), 1517-1522, (2008)