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Publikationen

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Erstellt: Wed, 28 Oct 2020 23:01:30 +0100 in 0.0589 sec


Khamidullina, Liana; Cheng, Yao; Haardt, Martin;
Constrained tensor decompositions for semi-blind MIMO detection. - In: WSA 2019 : 23rd International ITG Workshop on Smart Antennas.. - [Frankfurt am Main] : VDE, (2019), S. 42-47

https://ieeexplore.ieee.org/document/8727192
Brauer, Hartmut; Ziolkowski, Marek;
Motion-induced eddy current testing. - In: Handbook of advanced nondestructive evaluation. - Cham : Springer, (2019), S. 781-825

Nondestructive material testing and evaluation is a vast interdisciplinary field as well as a challenge due to the variety of applications. Whereas the focus of nondestructive testing is to identify anomalies within a specimen, the reconstruction of defect properties and their influence on the materials usability is the focus of nondestructive evaluation. In this chapter the technology of motion-induced eddy current testing (MIECT) is introduced. In contrast to traditional eddy current testing (ECT) methods, MIECT makes use of relative motion between the object under test and permanent magnets. The induced eddy currents interact with the applied magnetic field and result in a Lorentz force, depending on the impressed magnetic induction, the electrical conductivity, and the measuring velocity. Because permanent magnets produce considerably stronger magnetic fields than current-carrying ECT coils, even deep internal defects can be detected using the Lorentz force eddy current testing (LET). It is shown how the electromagnetic fields can be described theoretically and simulated numerically, as well as how imperfections/defects in non-ferromagnetic, conducting specimens can be detected using an appropriate laboratory environment. Comparative studies have shown that LET applied to metallic composite material or friction stir welds is a promising and competitive alternative to traditional ECT methods enabling the contactless evaluation of moving electrical conductors.



https://doi.org/10.1007/978-3-319-26553-7_25
Kreismann, Jakob; Kim, Jaewon; Bosch, Martí; Hein, Matthias; Sinzinger, Stefan; Hentschel, Martina;
Superdirectional light emission and emission reversal from microcavity arrays. - In: Physical review research. - College Park, MD : APS, ISSN 2643-1564, Bd. 1 (2019), 3, S. 033171-1-033171-5

https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.1.033171
Krieg, Fabian; Kodera, Sayako; Kirchhof, Jan; Römer, Florian; Ihlow, Alexander; Lugin, Sergey; Osman, Ahmad; Del Galdo, Giovanni;
3D reconstruction of handheld data by SAFT and the influence of measurement inaccuracies. - In: 2019 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS). - [Piscataway, NJ] : IEEE, (2019), S. 2095-2098

https://doi.org/10.1109/ULTSYM.2019.8926018
Pérez, Eduardo; Kirchhof, Jan; Semper, Sebastian; Krieg, Fabian; Römer, Florian;
Total focusing method with subsampling in space and frequency domain for ultrasound NDT. - In: 2019 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS). - [Piscataway, NJ] : IEEE, (2019), S. 2103-2106

https://doi.org/10.1109/ULTSYM.2019.8926040
Strukturierung von MEMS auf Sc(x)Al(1-x)N-Basis mit Hilfe von plasma-basierten Trockenätzprozessen für Anwendung in der Magnetfeldsensorik. - Ilmenau. - 87 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Die vorliegende wissenschaftliche Arbeit beschäftigt sich mit der Strukturierung von einem Mikro-elektromechanischen Systems (MEMS) mit den Materialien Titan, Platin (Pt), Scandiumaluminiumnitrid (ScAlN) und Nickel (Ni). Speziell ist das Ziel eine Balkenstruktur mit dieser Schichtabfolge zu erzeugen. Die MEMS sollen kleine Magnetfelder durch Ausnutzung der verbesserten piezoelektrischen Eigenschaften von ScAlN, im Vergleich zu reinem Aluminiumnitrid (AlN) und der Magnetostriktivität von Ni messen. Damit könnten zum Beispiel Magnetoenzephalographiemessungen, ohne die Verwendung von Supraleitern, durchführbar sein. Das Herstellen der Balken erfolgt über plasma-basierte Ätzverfahren, um eine hohe Anisotropie zu gewährleisten. Als Ätzgase kommen Bortrichlorid, Argon und Chlor für das ScAlN und Argon und Chlor für Pt zum Einsatz. Die Ätzanlage ist eine reaktive Ionenätzanlage, die über eine Spule Plasma erzeugt. Das Ätzen der ScAlN- und der Pt-Schicht erfolgt ohne Unterbrechung des Vakuums in der gleichen Ätzanlage. Für beide Materialien sind bestehende Prozesse angepasst und verändert worden. Zum Einsatz kamen zwei Maskierungsschichten, einmal AZ 1518 Lack und das magnetostriktive Ni. Nach der Anwendung ließ sich feststellen, dass Lack nicht geeignet ist für längere Ätzprozesse. Auch das Ni zeigte eine chemische Reaktion in der Ätzanlage bei zu hoher Prozesszeit. Um dies zu verhindern, erfolgte das Ätzen in zeitlich begrenzten Schritten. Die Strukturierung des Ni wurde am Ende mit einer deionisierten, 30% wässrigen Eisen(III)-chlorid-Lösung realisiert. Insgesamt konnte eine Steigerung der Ätzrate von ScAlN mit höherem Anteil an Bortrichlorid im Ätzgas festgestellt werden. Dagegen führte eine Steigerung des Argonanteils zu einer Verringerung der Ätzrate. Am höchsten war diese nach der Erhöhung der Teilchenenergie durch eine erhöhte eingekoppelte Kondensatorleistung. Mit diesem Ätzprozess konnten Proben mit verschiedenen Sc-Gehalten bis zu 44% geätzt und strukturiert werden. Im Rahmen der Arbeit konnten nur Balkenstrukturen mit einer AlN-Schicht, anstelle des ScAlN hergestellt werden. Allerdings war es möglich, Probleme des Gesamtherstellungsprozesses aufzudecken und zu lösen.



Herstellung und Charakterisierung gesputterter ScxAl1 xN-Schichten für Anwendungen in der Magnetfeldsensorik. - Ilmenau. - 162 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Aufgrund der enormen Steigerung der piezoelektrischen Konstanten ist mit Scandium legiertes Aluminiumnitrid ein vielversprechendes Material für die Entwicklung von mikroelektromechanischen Systemen auf Basis magnetoelektrischer Komposite. Die Einbettung dieser wissenschaftlichen Arbeit in die Forschungsarbeiten der Forschergruppe ultrasensitive Magnetfeldsensorik mit resonanten magentoelektrischen mikroelektromechanischen Systemen definiert als Zielstellung der zu entwickelnden mikroelektromechanischen Systeme die Messung von schwächsten Magnetfeldern bei Raumtemperatur. Für die Realisierung der erforderlichen Messempfindlichkeit dieses Sensorkonzepts eignet sich wegen seiner zuvor beschrieben Schichteigenschaften Scandiumaluminiumnitrid als Material für die piezoelektrische Schicht. Folglich ist es notwendig, einen Depositionsprozess für hexagonale, c-Achsen-orientierte und leicht zugverspannte Scandiumaluminiumnitridschichten zu entwickeln. Die Schichtherstellung erfolgt hierbei unter Verwendung einer Gasatmosphäre bestehend aus Stickstoff und Argon im Clustertool CS 400 ES der Firma VON ARDENNE. Es ist somit erforderlich, eine Studie bezüglich des Einflusses verschiedener Depositionsparameter auf die Schichtmorphologie und -struktur der Scandiumaluminiumnitridschichten durchzuführen. Dabei umfasst die Vorgehensweise neben der Bestimmung einer optimierten Parameterkonfiguration für die Deposition mittels reaktivem magnetfeldunterstützem Sputterns eine Adaption der ermittelten Parameter auf das Co-Sputter-Verfahren. Dieses ermöglicht die Herstellung von Scandiumaluminiumnitridschichten mit variablem Scandium-Gehalt. Darüber hinaus wird eine Automatisierung der Depositionsprozesse zur Effizienzsteigerung vorgenommen. Das Ziel dieser wissenschaftlichen Arbeit besteht darin, einen Depositionsprozess für hexagonale, c-Achsen-orientierte und leicht zugverspannte Scandiumaluminiumnitridschichten zu entwickeln. Dieser Forderung konnte weithin entsprochen werden. Es ist jedoch noch der Nachweis über das Vorherrschen einer leichten Zugverspannung in den Scandiumaluminiumnitridschichten zu erbringen. Dieser konnte im Rahmen der vorliegenden Arbeit lediglich für die Schichtstruktur Silizium/Titan/Plati/Aluminiumnitrid/Scandiumaluminiumnitrid geliefert werden.



Stehr, Uwe; Stegner, Johannes; Fischer, Michael; Gropp, Sebastian; Müller, Jens; Hoffmann, Martin; Hein, Matthias;
Ganzheitliche Entwurfsmethodik für kompakte HF-MEMS-Oszillatoren auf einem SiCer-Verbundsubstrat. - In: MikroSystemTechnik Kongress 2019. - Berlin : VDE Verlag, (2019), S. 669-672

Krieg, Fabian; Kirchhof, Jan; Kodera, Sayako; Lugin, Sergey; Ihlow, Alexander; Schwender, Thomas; Del Galdo, Giovanni; Römer, Florian; Osman, Ahmad;
SAFT processing for manually acquired ultrasonic measurement data with 3D smartInspect. - In: Insight : non-destructive testing and condition monitoring ; the journal of the British Institute of Non-Destructive Testing.. - Northampton, ISSN 0007-1137, Bd. 61 (2019), 11, S. 663-669

https://doi.org/10.1784/insi.2019.61.11.663
Müller, Nikolas;
Entwurf eines Low-Power CMOS Oszillators für ein UHF-RFID Front-End. - Ilmenau. - 76 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Die RFID-Technologie (radio-frequency identification) gilt heutzutage als etablierte Technik, welche viele Anwendungsgebiete verzeichnet. So wird heutzutage ein Teil des Zahlungsverkehrs, der Warensicherung beispielsweise aber auch Positionsbestimmungen mittels RFID-Technologie bewerkstelligt. Vermehrt weist diese Technologie Defizite im Bereich der Reichweite auf. In der folgenden Arbeit soll der Oszillator des UHF (ultra-high frequency)-RFID Tags entworfen werden, der diese Defizite überwinden soll. Zielführend für diese Aufgabe ist das Entwerfen von vier unterschiedlichen Oszillatoren und die anschließende Auswahl des geeignetsten Entwurfes anhand einer Vielzahl von Simulationen und Randbedingungen. Alle Entwurfsschritte wurden mithilfe des Programms Virtuoso Design- und Layout-Suite durchgeführt. Mit einer vorgegebenen Schwingfrequenz von f = 2 MHz sollen in der 180 nm-Technologie mehrere Oszillatoren entwickelt werden. Dafür werden jeweils zwei Entwürfe basierend auf dem Ringoszillator bzw. auf dem Relaxationsoszillator betrachtet und simuliert. Die Minimierung der Leistungsaufnahme stellt in diesem Teil der Arbeit das wichtigste Kriterium dar. Bei Betrachtung der Schaltungen unter Idealbedingung erfolgt ein Ausschlussverfahren. Anschließend gilt es, die fertigen Schaltungen in ein Layout zu überführen und die Oszillatoren auf Funktionalität unter simulierten Realbedingungen zu überprüfen. Zum Schluss wird anhand verschiedener Eigenschaften wie Jitter, Leistungsaufnahme, Kurzzeitstabilität, Anstiegs- bzw. Abfallzeit und die Erfolgschance des Fertigungsprozesses (Ausbeute) eine kompatible Topologie gewählt.