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Beschleunigung und Fokussierung von Elektronen per Mikrochip

Beschleunigung und Fokussierung von Elektronen per Mikrochip

Ein Fokussierschema ermöglicht beliebige Länge (Energie) auf Elektronenbeschleuniger-Mikrochips

Leitung IP- and Innovation Management

Denz Bayramoglu

+49 6151 16-57215

Institute for Accelerator Science and Electromagnetic Fields

Dr.-Ing. Uwe Niedermayer
Accelerator Physics Group

+49 6151 16-24034

Status quo

Elektronen können mit sehr hohen Gradienten (Energiegewinn pro Länge) auf Mikrochips mit Hilfe von Kurzpulslasern beschleunigt werden. Um nun die Endenergie zu erhöhen, uss die Länge erhöht werden, was eines Fokussierschemas bedarf. Das alternierende Phase Fokussierschema (APF) erfüllt dies. Die technische Umsetzung ist jedoch schwierig, da symmetrische Laserfelder in den Nanostrukturen erzeugt werden müssen, die aus rein zweidimensionalen Lithographieverfahren entstammen.

Unsere Technologie: 3D-APF on SOI

Dreidimensionale Fokussierfelder können im Device-Layert von kommerziell erhältlichen SOI-Wafern (Silicon-On-Insulator) erzeugt werden. Dazu ist nur ein einziger Laserstrahl erforderlich.

Vorteile

  • Beliebig hohe Energie (limitiert durch Laser)
  • Sub-Femtosekunden Elektronenpulse mit niedriger Energieunschärfe
  • Herstellbar mit Standard-Verfahren der Nano-Elektronik und Photonik

Anwendungsmöglichkeiten

  • Elektronenmikroskope und Elektronenbeugungsmessgeräte mit höherer Energie
  • Elektronenpulse kürzer als die Laserperiode für hochpräzise zeitaufgelöste Messungen
  • Anwendungen im Bereich großer und kleiner Teilchenbeschleunigerzentren

Derzeitiger Entwicklungsstand

Die Entwicklung befindet sich auf Level 2-3: Aktuell konnte gezeigt werden, dass die Strukturen in der Computersimulation wie ausgelegt funktionieren. Die Herstellung eines Prototypen ist bereits im Gange, wir suchen jedoch weitere kommerzielle „silicon foundries“ die Prototypen für uns herstellen können.

Unser Angebot für Sie

Die Zusammenarbeit kann von einem Austausch mit den Know-How-Trägern der Technologie bis hin zu einer engen Kooperation bei weiterem Entwicklungsbedarf reichen. Die Nutzung der schutzrechtlich gesicherten Technologie kann durch Verkauf oder Lizenzierung an das Unternehmen erfolgen.