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Projekt
FlexARTwo - Flexible Aktive Radar-Rückstreu-Tags mit Organischer Elektronik
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Frank Ellinger; Professor Dr. Karl Leo; Professor Dr.-Ing. Martin Vossiek
Fachliche Zuordnung
Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
Förderung
Förderung von 2015 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 273175996
In FlexARTwo streben wir die Entwicklung flexibler und hoch leistungsfähiger aktiver und passiver Transponder an, die auf organischen Dünnschichttransistoren basieren und in vollintegrierten RFID-Systemen zur präzisen Lokalisation und Identifikation Anwendung finden. Das Projekt vereint die komplementären Kompetenzen der Gruppen von Prof. Leo, Prof. Ellinger und Prof. Vossiek. Die drahtlosen und flexiblen Tags in Kreditkartengröße können durch die Transmission des magnetischen Feldes dazu genutzt werden, Objekte in einem Radius von bis zu 15 m für aktive und bis zu 0,5 m für passive Systeme zu lokalisieren. Diese Art von Lokalisierungs-Tags können für medizinische Anwendungen, zur Objektverfolgung in dicht genutzten und hochfrequentierten Arealen oder in der Logistik genutzt werden. Dabei ermöglichen gedruckte, passive Bauelemente, organische Dioden und Dünnschichttransistoren (OFET) eine Massenproduktion bei niedrigen Kosten. Außerdem bietet die Nutzung von leistungsfähigen, vertikalen organischen Transistoren die Möglichkeit des Betriebs im MHz-Bereich und somit ein hohes Maß an Robustheit der Lokalisation gegenüber Hindernissen.Im bisherigen Verlauf von FlexART konnten exzellente Ergebnisse demonstriert werden. Insbesondere haben wir einen neuen Rekord bezüglich der Grenzfrequenz (fT) für organische Transistoren von 40 MHz bei 8.6 V erreicht. Diese Transistoren wurden genutzt um den derzeit schnellsten organischen Oszillator zu realisieren, der bei 5.2 MHz arbeitet. Durch diese Durchbrüche motiviert, planen wir in FlexARTwo die Funktionalität der Tags deutlich zu steigern. Dabei verfolgen wir zwei Strategien. Zum einen schlagen wir eine neue Tag-Architektur vor, welche eine Einstellung der Resonanzfrequenz, eine Energieversorgung des Tags durch das magnetische Feld, und eine Unterscheidung nebeneinander positionierter Tags (Multi-User) ermöglicht. Zum anderen beabsichtigen wir, organische Bauelemente mit höherer Verstärkung und höheren Grenzfrequenzen zu entwickeln. Dadurch kann Leistungsaufnahme deutlich reduziert werden, was zu einer Steigerung des Anwendungsspektrums führt. Bezüglich der neuen Tag-Architektur beabsichtigen wir, organische Trioden (OPBT), gedruckte passive Bauelemente und Digitalschaltkreise aus OFETs in Oszillatorschaltungen auf flexiblen Substraten zu integrieren.Insbesondere wollen wir durch neue vertikale Bauelementkonzepte organische Transistoren mit einer intrinsischen Verstärkung von >35 dB und einer Grenzfrequenz von >40 MHz realisieren. Diese Entwicklungen stellen die ersten Schritte hinsichtlich der Realisierung von flexiblen Lokalisationssystemen mit hohen Reichweiten und Datenraten dar.Das Konsortium ist bereit, die erfolgreiche Entwicklung engagiert fortzuführen, um neue Funktionalitäten in organischen RFID-Systemen zu etablieren. Des Weiteren sind wir sehr motiviert, mit anderen Teilnehmern des Schwerpunktprogrammes zu kooperieren, um an einer gemeinsamen Vision zukünftiger drahtloser System zu arbeiten.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
