Optomec Decathlon AJ5X
Zusammenfassung
Das im Rahmen dieses Projekts beschaffte System ermöglicht die additive Herstellung niederinduktiver, ultraflacher Chipkontaktierungen sowie die Fertigung passiver elektrischer Strukturen auf zwei- und dreidimensionalen Substraten. In modernen Quantensystemen stellt die Aufbau- und Verbindungstechnik häufig einen zentralen Engpass für die Miniaturisierung dar – insbesondere aufgrund der Bauhöhe und der parasitären Induktivität konventioneller Drahtbond‑Kontaktierungen.
Mit dem neuen Gerät lassen sich Kontaktierungen mit nur wenigen Mikrometern Bauhöhe sowie extrem kurze Verbindungswege realisieren, was die parasitäre Induktivität deutlich reduziert. Da das System in einem einzigen Prozessschritt sowohl die elektrische Kontaktierung als auch die für spinbasierte Qubits benötigten Spulen- und Resonatorstrukturen drucken kann, werden parasitäre Induktivitäten im Bereich weniger hundert Pikohenry erreicht. Dadurch ist ein direktes Treiben der Spule bzw. des Resonators ohne 50‑Ω‑Anpassung möglich, was die Energieeffizienz erheblich steigert und die Verlustleistung zukünftiger integrierter Quantensysteme reduziert.
Darüber hinaus erlaubt das System die Metallisierung beliebiger 3D‑Geometrien, wodurch sich dreidimensionale Mikrospulen und Mikroresonatoren herstellen lassen. Solche 3D‑Strukturen erzeugen deutlich homogenere hochfrequente Magnetfelder als planare Designs – eine wesentliche Voraussetzung für moderne gepulste Steuersequenzen in spinbasierten Quantensystemen.
Die Kombination aus 3D‑gedruckten Formen, additiver Metallisierung und präziser Kontaktierung ermöglicht die Realisierung hochintegrierter, energieeffizienter Quantensysteme, die den Stand der Technik deutlich übertreffen und perspektivisch auch in mittleren Stückzahlen gefertigt werden können. Das Gerät wird daher für die Erforschung neuer Konzepte zur Steigerung der Performance und Miniaturisierbarkeit von Quantensensoren im Rahmen hybrider Mikrointegration eingesetzt.
Förderung EFRE
Zuwendung im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) in Baden-Württemberg 2021-2027 im Rahmen der Verwaltungsvorschrift des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst zur Stärkung von Forschung, technologischer Entwicklung und Innovation an staatlichen Hochschulen in Baden-Württemberg (VwV EFRE FEIH 2021 – 2027)
Vorhaben: Drucker für die mikrohybride Integration von Quantendevices
Förderkennzeichen: 2698219
Förderung DFG
Zuwendung der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Programms "Forschungsgroßgeräte" nach Artikel 91b GG
Vorhaben: Drucker für ultraflache Chipkontaktierungen und 3D-Metallisierungen
Förderkennzeichen: INST 41/1233-1 FUGG