Viel einfacher, kleiner und weniger störungsanfällig als vergleichbare Geräte soll ein Sensor für elektrische Felder sein, den Wissenschafter der Technischen Universität (TU) Wien entwickelt haben. Der Sensor beruht auf einem anderen Konstruktionsprinzip als bisherige Instrumente und störe das zu messende elektrische Feld nicht, berichten die Forscher im Fachjournal "Nature Electronics".

Silizium hat entscheidenden Vorteil

Die Wissenschafter nennen Wettervorhersage, Maschinenkontrolle oder Sicherheitsvorkehrungen bei Arbeiten an Hochspannungsleitungen als Beispiele, wo elektrische Felder vermessen werden. Der von einem Team um Andreas Kainz vom Institut für Sensor- und Aktuatorsysteme der TU Wien entwickelte Sensor besteht aus Silizium und verändert daher - im Gegensatz zu derzeit eingesetzten Geräten mit Metallkomponenten - das zu messende Feld nicht.

© Nature Electronics/TU Wien

Bewegung wird optisch sichtbar gemacht

Im neuen Sensor hängt ein mikrometergroßes Siliziumgitter an einer Feder. In einem elektrischen Feld wirkt eine Kraft auf das Silizium und dehnt bzw. staucht die Feder. Sichtbar gemacht wird diese Bewegung optisch, wie es in heißt. Über dem beweglichen Siliziumteil befindet sich ein weiteres Gitter, wobei sich im Ausgangszustand die Öffnungen der beiden Strukturen exakt überdecken. Verändert sich die Position des Siliziumgitters in einem elektrischen Feld, kann Licht durch die entstehenden Öffnungen fallen.

Aus der Lichtintensität lässt sich auf die Stärke des elektrischen Feldes schließen, allerdings nicht auf die Richtung. Mit der zuverlässigen Messung schwacher Felder von weniger als 200 Volt pro Meter erreiche der Prototyp bereits das Niveau bisheriger Messinstrumente.

>>>Nachlesen: