Extrem empfindliches Sensorsystem für Magnetfelder

Im Sonderforschungsbereich 1261 der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) wird die Entwicklung von Magnetfeldsensoren erforscht, die langfristig in der Lage sein sollen, mit einer besseren Ortsauflösung ohne größeren Aufwand im medizinischen Alltag eingesetzt zu werden. Das interdisziplinäre Forschungsteam entwickelte ein erstes Sensorsystem, das nicht nur das Erkennen eines magnetischen Signals umfasst, sondern auch seine Verarbeitung. Ziel ist es, Magnetfeldsensoren herzustellen, die sich bei Raumtemperatur in der medizinischen Praxis einsetzen lassen. So wurde zum einen ein Oberflächenwellensensor entwickelt, auch SAW-Sensor genannt (engl. Surface Acoustic Wave), zum anderen beschrieben sie das nötige elektronische Messsystem, in das er integriert ist. Denn für ein sinnvolles Messergebnis kommt es auch darauf an, wie die aufgenommenen Signale verarbeitet und ausgelesen werden. Den SAW-Sensor stellten die Forschenden mithilfe von Dünnschichttechnik, Lithographie und Ätzverfahren im Kompetenzzentrum Nanosystemtechnik der CAU her. Ein spezielles magnetisches Material reagiert auf Magnetfelder, indem es seine elastischen Eigenschaften ändert und weicher wird. Schallwellen laufen über die Oberfläche des Sensors. Tritt ein Magnetfeld auf, wird die Welle im magnetischen Material langsamer. Über die Änderung der Geschwindigkeit lässt sich ablesen, wie stark das Magnetfeld ist. Das Zusammenspiel der einzelnen elektronischen Bauteile wurde außerdem so optimieren, dass auch umgebende Störgeräusche vernachlässigbar werden.