Die zunehmende Relevanz der Wasserstofftechnologie spiegelt sich in der verschiedensten Bereichen der Industrie wider. Wasserstoff kann in der Luft- und Raumfahrt sowie Verkehrswesen als effizienter Treibstoff oder im Energiesektor verwendet werden. Effiziente Transport- und Speicherbedingungen sind daher notwendig. Flüssiger Wasserstoff (LH2) besitzt eine wesentlich höhere Dichte (33,3 kWh/kg) gegenüber gasförmigen Wasserstoff (2,4 kWh/l), allerdings sind hier spezielle Vakuumstanks und -leitungen mit Temperaturen von -254 C notwendig und müssen mit entsprechenden Sensoren überwacht werden. Hier setzt das neu gestartete Forschungsvorhaben „CryoSense2R“ an. In dem Vorgängerprojekt „CryoResistance“ wurden das Verhalten von speziell dotierten Halbleiterwiderständen bei diesen tiefen Temperaturen untersucht.
Hierbei ließ sich das Verhalten der dotierten Halbleiterwiderstände direkt aus der Ladungsträgerbeweglichkeit und Ladungsträgerkonzentration ableiten. Diese Erkenntnisse sind Ausgangspunkt weiterer Untersuchungen. Der Fokus liegt nun auf weiteren Hall-Messungen an vergrabenen Widerständen, die durch Hochenergieimplantationen hergestellt werden. Dies ist dienlich für Transistorstrukturen, die auch nahe am absoluten Nullpunkt noch verwendbar sind und z.B. für die Temperaturbestimmung und das Monitoren anderer physikalischer Parameter speziell von flüssigem Wasserstoff eingesetzt werden können. Im neuen Projekt „CryoSense2R“ ist die Fakultät für Maschinenwesen, Institut für Energietechnik, Schaufler-Professur für Kälte-, Kryo- und Kompressorentechnik der TU Dresden in Form von Messungen mit eingebunden. Das Layout und die Präparation aller in diesem Projekt benötigten Halbleiter-Bauelemente finden am CiS Forschungsinstitut statt. Ziel des Projektes ist ein redundantes Sensorsystem zur Temperaturmessung in diesem kryogenen Bereich aufzubauen.
Die beschriebenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden im Forschungsprojekt CryoSense2R durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.
FKZ: 49MF230124
