Hart- und weichmagnetische Materialien für elektromagnetische Mikroaktoren

Ein wichtiger Aspekt der Entwicklung elektromagnetischer Mikroaktoren ist die Erforschung geeigneter Materialien sowie die Entwicklung der entsprechenden Abscheide- und Strukturierungsprozesse. Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 516 ,,Konstruktion und Fertigung aktiver Mikrosysteme" beschäftigt sich das Teilprojekt B1 ,,Fertigung magnetischer schichten für elektromagnetische Mikroaktoren" mit dieser Aufgabenstellung. Die untersuchten Materialien lassen sich dabei in hart- und weichmagnetische Materialien einteilen. In beiden Bereichen sind bisher schon Materialien mit optimierten Eigenschaften und Herstellungsprozessen entwickelt worden, wie z.B. Samarium-Kobalt (SmCo), das als magnetrongesputtertes Sm2Co17 ein sehr großes Energieprodukt aufweist und mittels Gasflusssputtern als SmCo5, mit sehr hohen Raten abgeschieden werden kann. Im Bereich der weichmagnetischen Materialien wurde nach NiFe81/19 auch die Legierung NiFe45/55 untersucht, das eine höhere Sättigungsflussdichte Bs, und relative Permeabilität µr aufweist. Die aktuellen Untersuchungen schließen CoFe mit noch höherer Sättigungsflussdichte Bs, und relative Permeabilität µr ein. Ausgehend von diesem Stand sollen neue Anwendungsmöglichkeiten erforscht, die Prozesse zur Erzielung der guten Materialkennwerte stabilisiert (z.B. bei der CoFe-Galvanik) und vereinfacht (z.B. durch die Nutzung von geheizten Substraten während der Abscheidung) werden, indem über die bisherigen Prozessvariationen hinaus andere Prozesse wie die Wärmebehandlung analysiert werden. Auch die Einflüsse der Strukturierung müssen weiter untersucht werden. Ein weiterer Fokus liegt auf der Untersuchung der Integration in Fertigungsfolgen, d.h. der Prozessstabilität und -kompatibilität.