Verbundprojekt: Vertikale parabolische Reflektoren für die MIR-Erkennung von Wasserstoffverunreinigungen für saubere E-Kraftstoffe; Teilprojekt:DFB Interbandkaskadenlaser mit weiter Abstimmbarkeit und hoher Ausbeute mittels Verwendung geätzter Facetten

Unser Gesamtvorhaben zielt darauf ab, einen kompakten und hochgenauen Sensor zu entwickeln, welcher qualitativ und quantitativ in der Lage ist eine Vielzahl von Verunreinigungen in Wasserstoff erkennen zu können. Diese Qualitätskontrolle adressiert entsprechend den schnell wachsenden Markt für saubere und erneuerbare E-Kraftstoffe. Aktuell verfügbare Sensoren können typischerweise nur eine bestimmte Kontamination nachweisen. Sensoren für mehrere Analyten sind nicht kompakt, teuer, benötigen komplexe Optiken und sind demzufolge nicht nutzerfreundlich. Der im Rahmen des Projekts entwickelte Sensor wird in der Lage sein, mehrere Verunreinigungen gleichzeitig detektieren zu können, die für eine frühzeitige Degradation von Brennstoffzellen verantwortlich sind, indem er 4 weit abstimmbare ICLs in einem kompakten Modul kombiniert. Die Aufgaben von nanoplus im Rahmen des Vorhabens konzentrieren sich auf die Erarbeitung von vier innovativen weit abstimmbaren Interbandkaskadenlasern, welche im mittleren Infrarotbereich (MIR) emittieren und somit eine sehr sensitive Messung erlauben. Auch der erstmalige Einsatz von geätzten Laserfacetten übersteigt den aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik und dient der Erhöhung der Ausbeute an tauglichen Lasern, der Vereinfachung der Lasercharakterisierung und somit der Reduktion der Modulkosten. Technologische Schwerpunkte der Arbeiten liegen im epitaktischen Wachstum von Halbleiterstrukturen mittels Molekularstrahlepitaxie sowie der Erforschung geeigneter Prozessschritte für die Chipprozessierung mittels Lithografie sowie geeigneter Ätz- und Depositionsverfahren. Des Weiteren bildet die elektro-optische Charakterisierung sowie die Interpretation und iterative Optimierung der neuartigen Bauteile einen Hauptbestandteil im Projekt.