Leitfähige und funktionale Gitterstrukturen (Grids) in der Werkstofftechnik

In der Werkstofftechnik bezeichnet der Begriff Grid (Gitter) eine reguläre, meist periodische Anordnung von Linien, Stegen oder Leiterbahnen, die auf oder in einem Materialverbund funktionale Aufgaben übernimmt. Solche Gitterstrukturen reichen von makroskopischen leitfähigen Gittern für Energienetze bis zu mikrometer- und nanometergroßen Prüfrastern auf Probenoberflächen.

Leitfähige Gitter dienen als Stromsammler, Elektroden- oder Kontaktstrukturen, etwa in Dünnschicht-Solarzellen, Touch-Sensoren oder als Teil intelligenter Netze (smart grids) im Energiesystem. Zentrale Kenngrößen sind Flächenwiderstand, Leitfähigkeit, geometrische Füllfaktoren sowie mechanische und chemische Stabilität. Durch geeignete Werkstoffwahl (z.B. Ag-, Cu- oder transparent leitfähige Oxide) und Strukturierungsverfahren (Druck, Lithographie, Laserstrukturierung) werden elektrische Performance und optische Transmission gezielt eingestellt.

Prüfraster (runde oder eckige Prüfrastern) sind definierte Grid-Geometrien zur Charakterisierung von Beschichtungen, Haftfestigkeit oder Auflösungsvermögen von Strukturierungsprozessen. Sie ermöglichen statistisch belastbare Messungen von Defektdichten, Strukturtreue und Wiederholgenauigkeit. In der Mikroskopie dienen metallische Grids als Träger für TEM-Proben und beeinflussen durch Maschenweite und Materialauswahl die Bildqualität und Wechselwirkung mit dem Elektronenstrahl.

Insgesamt stellen Grids eine zentrale Schnittstelle zwischen Struktur und Funktion dar: Ihre Geometrie, Topologie und Werkstoffzusammensetzung bestimmen die makroskopischen elektrischen, mechanischen und optischen Eigenschaften des Gesamtsystems.

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