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BUILDING BRIDGES
F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R
A N G E W A N D T E F E S T K Ö R P E R P H Y S I K I A F
FRAUNHOFER IAF: SPEZIALIST FÜR VERBINDUNGSHALBLEITER
Ihr »Brückenbauer«: von der Idee zur Innovation
Das Fraunhofer IAF zählt zu den führenden Forschungsein rich-
tungen weltweit auf den Gebieten der III/V-Halbleiter und des
Diamanten. Das Fraunhofer IAF entwickelt elektronische und
optoelektronische Materialien, Technologien, Bauelemente und
Komponenten auf Basis von modernen Halbleitermaterialien.
Mit seinen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten deckt das
Institut die gesamte Wertschöpfungskette ab – von der Material-
forschung über Entwurf, Technologie und Schaltungen bis hin zu
Modulen und Systemen.
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BUILDING BRIDGES
Wir vom Fraunhofer IAF verstehen uns als
Brückenbauer für den erfolgreichen Techno
logietransfer. Unsere innovativsten »Brücken
schläge« im Überblick:
Radarmodule zur hochpräzisen Abstandsmessung,
Positionsbestimmung und Prozesskontrolle
Hochleistungsfähige Verstärker und Transistoren
für die Mobil- und Satellitenkommunikation
InfrarotDetektoren für Flugzeug-Warnsensoren,
Gas- und Umweltmesstechnik
Spektral abstimmbare Laser für die Qualitätskon-
trolle und Prozessanalytik
Hochempfindliche Diamantsensoren zur Analyse
magnetischer Festplatten und Schreibköpfe
Gerne entwickeln wir mit Ihnen
Ihr nächstes innovatives Produkt.
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BUILDING BRIDGES
H O C H F R E Q U E N Z E L E K T R O N I K
Integrierte elektronische Schaltungen und
Systeme für extrem hohe Frequenzen
L E I S T U N G S E L E K T R O N I K
Hochleistungstransistoren und Schaltungen
auf Basis des Halbleiters Galliumnitrid
P H O T O D E T E K T O R E N
Detektoren mit hoher räumlicher Auflösung im
Infrarot- und UV-Wellenlängenbereich
H A L B L E I T E R L A S E R
Leistungsstarke Infrarot-Halbleiterlaser
und Lasersysteme
H A L B L E I T E R S E N S O R E N
Mikrosensoren auf Basis von III/V-Halbleitern,
Graphen und Diamant
S E R V I C E L E I S T U N G E N
Analytik von Materialien, Bauelementen und
Schaltungen
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Hochfrequenzelektronik für die Materialanalyse, hohe
Bandbreiten und die Übertragung großer Datenraten
n Kommunikation
-SenderundEmpfängerfüreffiziente
Datenübertragungmitbiszu100Gbit/s
-RauscharmeundeffizienteLeistungsverstärker
fürMobilfunkstationen
n Schutz und Sicherheit
-MillimeterwellenkamerafürdieBildgebungbei100GHz
-Millimeterwellen-RadarsystemezurAbstands-
undGeschwindigkeitsmessung
n Raumfahrt
-RauscharmeVerstärkerschaltungenfür
EmpfängerinWettersatelliten
n Qualitätskontrolle
-BerührungsloseMaterialanalysemitMillimeterwellen
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Integrierte elektronische Schaltungen und
Systeme für extrem hohe Frequenzen
Große Datenmengen, die innerhalb kürzester Zeit übertragen
werden; Radare, die mit höchster Präzision selbst kleinste Objekte
erfassen; Spektralanalysen im Millimeterwellenbereich: Für diese
und andere aktuelle Herausforderungen bietet das Fraunhofer
IAF mit seiner Transistortechnologie (metamorphe High-Electron-
Mobility-Transistoren) maßgeschneiderte Lösungen.
Im Geschäftsfeld »Hochfrequenzelektronik« entwickeln wir
schnelle und effiziente integrierte elektronische Schaltungen
für Frequenzen bis 600 GHz. Mit unserer Expertise im Bereich
extrem rauscharmer Verstärker sind wir weltweit führend.
Gemeinsam mit unseren Partnern aus Industrie und Wissen -
schaft entwickeln wir komplette Systeme für die Kommunika-
tions- und Sensortechnik.
In den nächsten Jahren möchten wir die Funktionalität und
Kompatibilität der Schaltungen weiter erhöhen – bis hin zu
kompletten Systemen auf einem Chip.
Kontakt
Dr. Michael Schlechtweg
Tel. +49 761 5159-534
HOCHFREQUENZELEKTRONIK
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Hochfrequenzelektronik für die Materialanalyse, hohe
Bandbreiten und die Übertragung großer Datenraten
n Kommunikation
- Sender und Empfänger für die effiziente
Übertragung von Datenraten bis zu 100 Gbit/s
n Schutz und Sicherheit
- Millimeterwellenkamera für die Bildgebung
bei 100 GHz
- Millimeterwellen-Radarsysteme für die Mess-
und Sicherheitstechnik
n Raumfahrt
- Extrem rauscharme Eingangsverstärkerschaltungen
für hochempfindliche Empfänger in Erdbeobachtungs-
satelliten
n Qualitätskontrolle
- Berührungslose Materialanalyse von Kunststoff-
folien und Spritzgussteilen
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HochleistungsTransistoren und Schaltungen
auf Basis des Halbleiters Galliumnitrid
Immer effizientere Systeme zur Erzeugung, Verteilung und
Nutzung von elektrischer Energie sind notwendig, um den
steigenden Energiebedarf der Welt zu decken.
Das Geschäftsfeld »Leistungselektronik« entwickelt Hochleis-
tungs-Transistoren und monolithisch integrierte Schaltungen auf
Basis des Verbindungshalbleiters Galliumnitrid (GaN). Mit dem
Halbleiter lässt sich eine leistungsstarke und energieeffiziente
Elektronik realisieren. Unter Verwendung moderner »High-
Electron-Mobility«-Transistoren entwickeln wir Leistungs-
elektronik für Frequenzen von 10 kHz bis über 100 GHz.
Mit GaN-Bauteilen kann in einer Vielzahl von Anwendungen
Energie gespart werden. In Form von effizienten Spannungs-
wandlern können diese nicht nur dem Markt der Elektro- und
Hybridfahrzeuge neuen Antrieb geben, sondern auch die
Effizienz von Solaranlagen steigern.
Kontakt
Dr. Rüdiger Quay
Tel. +49 761 5159-843
LEISTUNGSELEKTRONIK
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Hochfrequente Leistungselektronik für schnelle Daten
verbindungen und effiziente Energiewandlung
n Kommunikation
- Galliumnitrid-Richtfunkverstärker für Hochgeschwindigkeits-
Verbindungen im Mobilfunknetz
- Mobile Datenlinks für Datenraten im Gigabit-Bereich
n Energie und Automotive
- Energieeffiziente Spannungswandler mit Taktfrequenzen
von 10 kHz bis 1 MHz – z. B. für Photovoltaik und
Elektromobilität
n Raumfahrt
- Sender und Empfänger für die Satellitenkommunikation
n Meteorologie
- Hochfrequenz-Leistungsquellen für die Wetterbeobachtung
n Schutz und Sicherheit
- Effiziente Transistoren und integrierte Schaltkreise für
Radaranwendungen
- Breitbandige Störsender für Sprengfallen
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Detektoren mit hoher räumlicher Auflösung
im Infrarot und UVWellenlängenbereich
Bildgebende Detektoren für Wellenlängenbereiche, die für
das menschliche Auge nicht sichtbar sind, haben eine hohe
Bedeutung für Sicherheitsanwendungen. Sie sind zudem
Schlüsselkomponenten für die Umweltbeobachtung sowie die
Medizintechnik.
Das Geschäftsfeld »Photodetektoren« entwickelt Kameras mit
hoher räumlicher Auflösung und der Fähigkeit, Infrarot-Strahlung
aus unterschiedlichen Wellenlängenbereichen zu detektieren.
Unsere hochauflösenden Focal-Plane-Arrays sind dabei weltweit
einzigartig. Ein Schwerpunkt unserer Forschungsarbeiten liegt auf
mono- und bispektralen Wärmebildkameras für die zwei atmo-
sphärischen Fenster im mittleren (λ = 3 – 5 μm) und im langwel-
ligen (λ = 8 – 12 μm) Infrarot. Zudem entwickeln wir kurzwellige
Infrarotdetektoren (λ = 1,4 – 3 μm) mit hoher Empfindlichkeit für
die aktive Bildgebung bei Nacht sowie UV-Kameras mit interner
Verstärkung für Anwendungen in der Warnsensorik.
Kontakt
Dr. Robert Rehm
Tel. +49 761 5159-353
PHOTODETEKTOREN
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Detektoren zum Nachweis von Gefahrenstoffen, zur
Materialanalyse sowie zur Prozesskontrolle
n Schutz und Sicherheit
- Bispektrale Infrarot-Warnsysteme für den Schutz von
Flugzeugen
- Indiumgalliumarsenid-Chips mit 640 x 512 Bildpunkten
im 15-μm-Rastermaß für hochauflösende Infrarot-Kameras
- Avalanche-Photodetektoren im kurzwelligen Infrarot für
eine dreidimensionale Szenenanalyse
n Qualitätskontrolle
- Hochsensitive Infrarot-Detektoren zur zerstörungsfreien
Materialanalyse
- Strahlungsbeständige UV-Detektoren zur Prozesskontrolle
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InfrarotHalbleiterlaser, Lasersysteme
und LEDModule
Halbleiterlaser oder Leuchtdioden (LEDs) ermöglichen als
kompakte und robuste Lichtquellen die direkte und effiziente
Umwandlung elektrischer Energie in Licht. Dadurch werden
innovative Lösungen für Beleuchtungssysteme, Spektroskopie
und die Sensorik ermöglicht.
Die Hauptaufgaben des Geschäftsfelds »Halbleiterlaser« sind
die Entwicklung von Infrarot-Halbleiterlasern und Lasersystemen
für den Wellenlängenbereich 2 – 11 μm sowie die Realisierung
von LED-Modulen für den sichtbaren und ultravioletten (UV)
Spektralbereich. Darüber hinaus werden die Lichtquellen mit
zusätzlicher Funktionalität versehen, z. B. Laser mit abstimmbarer
Wellenlänge oder gepulster Emission.
Für die Beleuchtung mit LEDs und für Laseranwendungen in der
medizinischen Diagnostik, Prozesskontrolle oder Sicherheitstech-
nik entwickeln wir optimierte Komponenten und Systeme.
Kontakt
Dr. Ralf Ostendorf
Tel. +49 761 5159-638
HALBLEITERLASER
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Laser zur Detektion von Gefahrstoffen und LEDs für die
energieeffiziente Beleuchtung
n Prozessanalyse
- Breitbandig abstimmbare und kompakte
Quantenkaskadenlaser für die Spektroskopie
- Laser-basierte echtzeitfähige Messsysteme zur
Entschlüsselung oder Kontrolle chemischer Prozesse
n Schutz und Sicherheit
- Bildgebende Infrarot-Lasersysteme zur Detektion
von Gefahrstoffen in Bedrohungsszenarien und
zur forensischen Analyse
- Quantenkaskadenlaser zum Nachweis von Schadstoffen
im Trinkwasser, kontinuierlich und direkt vor Ort
n Medizintechnik
- Infrarot-Laser für nicht-invasive Atemgas- sowie
Blutzuckeranalysen
n Energie und Lichttechnik
- Effiziente LED-Lampen auf der Basis von Galliumnitrid
mit Lichtstärken von über 2000 Lumen
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Mikromechanische Bauelemente und Sensoren auf Basis
von III/VHalbleitern, Graphen und Diamant
Mit winzigen Sensoren Gefahrstoffe aufspüren oder industrielle
Prozesse überwachen – Mikro- und Nanosensoren werden in
vielen Bereichen des täglichen Lebens eingesetzt.
Im Geschäftsfeld »Halbleitersensoren« entwickeln wir unter
Nutzung von Materialien mit besonderen physikalischen Eigen-
schaften, wie Diamant, Graphen und III/V-Verbindungshalbleitern,
eine Vielzahl unterschiedlicher Sensoren. Das Spektrum unserer
Forschungsarbeiten reicht von Gasdetektoren, magnetischen
sowie elektro- und biochemischen Sensoren, Hochenergiestrah-
lungs- und Partikelsensoren, Einzelphotonenquellen bis hin zu
mikro- und nanoelektromechanischen Bauelementen.
Unsere Bauelemente können in einer Vielzahl von unterschied-
lichen Anwendungen zum Nachweis von Krankheiten und
Giftstoffen sowie zur Materialbearbeitung oder in der Magne-
tometrie eingesetzt werden.
Kontakt
Dr. Christoph E. Nebel
Tel. +49 761 5159-291
HALBLEITERSENSOREN
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Robuste Bauelemente für den Einsatz
unter extremen Bedingungen
n Umwelt und Gesundheit
- Actinoid-Sensoren
- Diamant-basierte elektrochemische Sensoren
- Magnetometrische Sensoren
n Materialbearbeitung
- Diamantlinsen für Hochenergie-Lasersysteme
n Energie
- Graphen für transparente, leitfähige Kontakte
- Diamant-basierte Resonatoren für Hochfrequenzfilter
- Wärmespreizer für energieeffiziente Leistungselektronik
- Superkondensatoren aus Diamant-Nanodrähten, Diamant-
Silizium-Nanodrähten und aus Graphenflocken
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SERVICELEISTUNGEN
A p p l i k a t i o n s l a b o r f ü r
I n f r a r o t L a s e r S p e k t r o s k o p i e
In unserem Applikationslabor realisieren wir mit
unseren schnell abstimmbaren Quantenkaskaden -
lasern (QCL) spektroskopische Messungen im infra-
roten Wellenlängenbereich zwischen 4 μm und
11 μm. Damit können verschiedenste Substanzen
und Flüssigkeiten innerhalb weniger Sekunden
identifiziert werden.
H o c h f r e q u e n z M e s s s y s t e m e
Das Fraunhofer IAF bietet eine Vielzahl von Mess-
systemen zur Charakterisierung von integrierten
Schaltungen und Hochfrequenz-Modulen. Unsere
Messleistungen umfassen: S-Parameter bis 1,1 THz,
Load-pull bis 110 GHz, Rauschparameter bis 50 GHz,
Rauschzahl bis 750 GHz, Leistung bis 300 GHz,
Intermodulation bis 50 GHz.
Das Fraunhofer IAF bietet seinen Kunden eine
breite Palette an Messtechniken als Serviceleistung:
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SERVICELEISTUNGEN
M a t e r i a l a n a l y t i k f ü r H a l b l e i t e r
s c h i c h t e n u n d H e t e r o s t r u k t u r e n
Das Fraunhofer IAF verfügt über eine Reihe
analytischer Verfahren zur chemischen und
strukturellen Charakterisierung. Diese umfassen
z. B. Röntgendiffraktometrie und -analyse, Kraft-
und Elektronenmikroskopie sowie Photolumines-
zenz- und Raman-Spektroskopie.
Kontakt
Prof. Dr. Joachim Wagner
Tel. +49 761 5159-352
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»Wissenschaft wird in Europa als etwas Lebendiges
verstanden. Die Forscher hier geben niemals auf.«
Taro Yoshikawa aus Japan über seine Promotion am
Fraunhofer IAF im Bereich Diamantforschung.
S T A R T E N S I E I H R E Z U K U N F T
A M F R A U N H O F E R I A F
Ob Sie bereits für Ihre Ausbildung oder während des Studiums bei
uns einsteigen, in eigenverantwortlicher Projektarbeit promovieren
oder Ihre wertvolle Berufserfahrung einbringen möchten – das
Fraunhofer IAF bietet Ihnen vielfältige und spannende Aufgaben in
wissenschaftlichen, technischen und administrativen Berufen.
Was Sie am Fraunhofer IAF erwarten können:
n ein modern ausgestattetes und international
geprägtes Arbeitsumfeld
n enge Kontakte zur Industrie und zu öffentlichen Auftraggebern
n Raum für eigenverantwortliches Arbeiten und kreatives
Mitgestalten
n persönliche Entwicklungsmöglichkeiten durch Weiterbildungs-
maßnahmen
n Unterstützung bei der Vereinbarkeit von Familie und Beruf
Mehr Infos und aktuelle Stellenanzeigen:
www.iaf.fraunhofer.de/karriere
FRAUNHOFER IAF: SPEZIALIST FÜR VERBINDUNGSHALBLEITER
MESSEN UND TAGUNGEN 2016
SPIE Photonics West, San Francisco, 13. – 18.02.2016
SPIE Defense and Commercial Sensing, Baltimore, 17. – 21.04.2016
Hannover Messe, Hannover, 25. – 29.04.2016
Sensor + Test, Nürnberg, 10. – 12.05.2016
International Conference on New Diamond and Nano Carbons,
Xi’an, China 22. – 26.05.2016
Quantum Structure Infrared Photodetectors (QSIP), Tel Aviv,
12. – 17.06.2016
International Conference on Diamond and Carbon Materials,
Montpellier, Frankreich, 04. – 08.09.2016
Future Security, Berlin, 13. – 14.09.2016
Security Essen, Essen, 27. – 30.09.2016
European Microwave Week London, 03. – 07.10.2016
SEMICON EUROPE, Grenoble, Frankreich, 25. – 27.10.2016
F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R
A N G E W A N D T E F E S T K Ö R P E R P H Y S I K I A F
Tullastraße 72
79108 Freiburg
Tel. +49 761 5159-0
www.iaf.fraunhofer.de
Institutsleiter
Prof. Dr. rer. nat. Oliver Ambacher
© Fraunhofer IAF, Freiburg 2016Bildnachweis: iStock.com/Tsisha (Umschlag innen); 3alexd/Creative RF/Getty Images (S. 5); iWestend61/Creative RF/Getty Images (S. 7); sdlgzps/Creative RF/Getty Images (S. 9); Westend61/Creative RF/Getty Images (S. 11);iStock.com/4X-image (S. 13)
