Der Institutsteil Integrierte Siliziumsysteme gehört zum Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS in Dresden, das seit über 25 Jahren auf dem Gebiet der Erforschung von siliziumbasierten mikromechanischen und mikrophotonischen Systemen tätig ist. Kaum eine wachstumsstarke technische Branche kommt ohne mikrosystemtechnische Komponenten, wie beispielsweise Sensoren oder Aktoren, aus. Aktuelle Trends wie das Internet of Things oder Industrie 4.0 eröffnen zahlreiche neue Anwendungsfelder mikromechanischer Komponenten, bei gleichzeitig steigenden Anforderungen hinsichtlich Leistungsfähigkeit, Miniaturisierung, Energieverbrauch, Integrierbarkeit und Zuverlässigkeit.

Die Wissenschaftler des Fraunhofer IPMS arbeiten sowohl an der Optimierung bestehender mikromechanischer Komponenten und deren Adaption für neue Anwendungen als auch an der Entwicklung und Erprobung völlig neuartiger Technologien, Mikro-(Opto)-Elektro-Mechanischer Systeme (MEMS und MOEMS) sowie Nano-Elektro-Mechanischer Systeme (NEMS). Das Leistungsspektrum deckt dabei die gesamte Entwicklungskette für CMOS-kompatible MEMS-Produkte und -Technologien ab, von der Konzeptionierung über die Prozessentwicklung, den Bau von Demonstratoren und Prototypen bis zur Pilotfertigung im hochmodernen Reinraum nach industriellen Standards.

Am Institutsteil IPMS-ISS in Cottbus werden in Zusammenarbeit mit der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg schwerpunktmäßig zwei Themenbereiche erforscht. Im Geschäftsfeld »Monolithisch integrierte Aktor- und Sensorsysteme« wird eine neue Klasse elektrostatischer Biegeaktoren (NED) entwickelt und für verschiedenste Anwendungsfelder erprobt. Der innovative Ansatz der neuen Aktorklasse ermöglicht die Realisation von Bauelementen, Systemen und Applikationen wie z.B. Mikro- und Nanomanipulatoren, Mikropumpen und -ventile, Mikrolautsprecher und optische Schalter. Die potentielle Anwendungsbreite erstreckt sich dabei von der Optik, der Mess- und Medizintechnik und der Biotechnologie bis hin zur Kommunikationstechnik.

Der Institutsteil beschäftigt sich außerdem mit der Entwicklung von innovativen, miniaturisierten Terahertz-Mikromodulen und der Evaluierung deren Applikationen. Terahertz-Strahlung eignet sich aufgrund ihrer Wellenlänge (1 THz entspricht 300 µm) und ihrer vergleichsweise geringen Photonenenergie im Bereich Milli-Elektronenvolt hervorragend zum Einsatz in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, der Telekommunikation oder der Diagnostik und Bildgebung in der Medizin und Biotechnologie. Zahlreiche Anwendungen insbesondere für den mobilen Einsatz erfordern einen Miniaturisierungsgrad der Systeme. Im Fokus der Wissenschaftler am Fraunhofer IPMS-ISS steht daher die Integration von THz-Quelle, -Modulator und –Detektor in einem einzigen System, das miniaturisierbar, CMOS-kompatibel und skalierbar herstellbar ist. Basis der Forschungsarbeiten sind die am Fraunhofer IPMS bestehenden Expertisen im Bereich Systementwicklung, Systemintegration und Anwendungserprobung applikationsspezifischer, elektrostatisch angetriebener MEMS-basierter Mikroscannerspiegel und Mikrospiegelarrays.