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Prof. Dr. Stefan Sinzinger

Institutsdirektor

Phone +49 3677 69-3402

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INHALTE

Bundesförderung

ForLab NSME

Laufzeit: 01.01.2019 - 31.12.2021

Forschungslabor Mikroelektronik Ilmenau für Neuromorphe Elektronik

Projektinformation

Im Mittelpunkt des Projektvorhabens steht die Übertragung neurobiologischer Informationsverarbeitungsprinzipien und Informationsspeicherung in supraleitende memristive Systeme mit dem Ziel, energetisch hocheffiziente mikroelektronische Schaltungen für selbstadaptierende (neuromorphe) Systeme mit Parallelarchitektur zu realisieren. Technologisch geht es darum, supraleitende Mikroelektronik und neuromorphe Memristor-Elektronik zu verknüpfen. Durch diesen Ansatz sollen die Grenzen heutiger mikroelektronischer Systemkonzepte in Bezug auf Signalverarbeitungsgeschwindigkeit und Energieeffizienz rigoros verschoben werden. Zur Lösung dieser Fragestellungen sollen neuartig Materialsysteme, Bauelemente und Rechenarchitekturen entwickelt werden. Methodisch basiert das Vorhaben auf der physikalischen Untersuchung und Beschreibung quantenmechanischer Effekte, um diese für elektronische Bauelemente nutzbar zu machen, der Prozess- und Technologieentwicklung zur hardwaretechnischen Realisierung derartiger  Bauelemente auf Waferebene mittels Dünnschichttechnologien und der Entwicklung schaltungstechnischer Entwurfskonzepte (Systemdesign).

Die in NSME geplanten Investitionen zielen insbesondere auf die Erforschung physikalischer und materialwissenschaftlicher Phänomene sowie die Prozessentwicklung für die Bauelementeintegration ab. Mittels Tieftemperatur-Rastertunnel- und Tieftemperatur-Rasterelektronen-Mikroskopie sollen die dafür erforderlichen Analysetechniken beschafft und durch eine Heliumrückgewinnung ressourcenschonend betrieben werden. Die definierte Abscheidung von oxidischen Schichten (Hf02/Al2O3)  unter reduzierten Temperaturen soll mittels plasmaunterstützter Atomic Layer Deposition (PEALD), die Planarisierung von Mehrschichtaufbauten mit einer Chemical Mechanical Polishing Anlage (CMP) und die Strukturierung  der Metallisierung (Nb, Al) durch einen chlorbasierten Ätzprozess (CI-ICP) mit präziser Prozessparameterkontrolle erfolgen. Zur Gewährleistung der lithografischen Strukturausichtung bei den realisierenden Mehrschichtaufbauten ist im Rahmen des Vorhabens geplant, den Lithografieprozess um eine Autoalignmentfunktion zu erweitern. Die Investitionen versetzen die TU Ilmenau in die Lage, wesentliche Beiträge zur Erforschung quantenmechanicher Effekte zu leisten und neuromorphe supraleitende memristive Elektroniken zu entwickeln. Darauf aufbauend sollen in der Zukunft mit Partnern aus der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland die Integrationsverfahren mit etablierten CMOS-Prozessen kombiniert und schrittweise eine Zellbibliothek für die Designskalierung aufgebaut werden. Die serientaugliche Herstellung neuromorpher supraleitender memristiver Elektroniken birgt ein enormes wirtschaftliches Potential mit großer gesellschats- und umweltpolitischer Relevanz.                     

Ansprechpartner

Prof. Martin Ziegler

Telefon: +49 3677 69-3717
 martin.ziegler@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: VDI/VDE Innovation + Technik GmbH Berlin

Förderkennzeichen: 16ES0939

beteiligte Fachgebiete: Elektroniktechnologie, Werkstoffe der Elektrotechnik, Experimentalphysik I, Mikro- und nanoelektronische Systeme, Theoretische Elektrotechnik

Laufzeit:01.10.2019 - 31.12.2021

QUICKSTEP

Laufzeit: 01.10.2018 - 31.03.2021

Aufbau einer mRNA/CAS Bibliothek und Durchführung einer Mikrofluidik-Studie (TU-Ilm)

Projektinformation

Reduzierung der Anzahl der von Patienten gewonnenen Stammzellvarianten durch vorübergehende oder langfristige Expression von krankheitsrelevanten Genen und Genvarianten.

Voraussetzungen:

Koordination mit Herzkrankheitsspezialisten zu individuellen genetischen Risikofaktoren, die untersucht werden sollen, wie etwa SNP, Spleißen bei einem Portfolio bekannter Patienten mit AF (vgl. Beispiele von Prof. Milting). Ferner soll zu Projektbeginn in Abstimmung mit den anderen Partnern und in einer koordinativen Sitzung Größe und Vielfalt der geplanten Bibliothek festgelegt werden.

Zur mikrofluidischen Umsetzung des Gesamtprojekts führt die TU-Ilmenau Untersuchungen der Schnittstellenproblematik für perfusive Systeme unter Verwendung von mikrofluidischen Elementen durch. Des Weiteren sind Untersuchungen des mikrofluidischen Eigenschaften der gekoppelten Systeme (HoaC-Mikrotiterplatte und Inkubator) notwendig.

 

 

Ansprechpartner

Prof. Andreas Schober

Telefon: +49 3677 69-3387
 andreas.schober@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: VDI/VDE Innovation + Technik GmbH Berlin

Förderkennzeichen: 16KN070925

beteiligte Fachgebiete: Nanobiosystemtechnik

Laufzeit: 01.10.2018 - 31.03.2021

INFERSAT

Laufzeit: 01.01.2018-31.12.2019

Verbundvorhaben: Integration von Ferritmaterialien für Komponenten in der Satellitenkommunikation

Projektinformationen

Das Projekt „Integration von Ferritmaterialien für Komponenten in der Satellitenkommunikation“ (INFERSAT) hat zum Ziel, neue Komponenten auf Basis von integrierten Ferritwerkstoffen für flexible Kommunikationssatelliten zu entwickeln. Diese sollen langfristig zur Effizienzsteigerung (Verhältnis Nutzlast zu Funktion, Kosten) sowie zur signifikanten Verbesserung der elektrischen Betriebsparameter (z.B. Bandbreite und Rekonfigurierbarkeit) beitragen. Die Schwerpunkte des Projekts liegen in der Entwicklung sowie Implementierung neuer Materialien und Technologien auf Grundlage der KERAMIS®-LTCC-Technologie (Module auf Basis von Niedertemperaturkeramiken) sowie den Forschungsergebnissen zu niedrigsinternden Ferritwerkstoffen im Verbundprojekt iKERSATEC [1-3]. Das angestrebte Vorhaben INFERSAT zielt auf die Entwicklung von hochintegrierten Hochfrequenzkomponenten, insbesondere Zirkulatoren ab. Das dazu erforderliche Einbetten von verschiedenen im Projektkonsortium entwickelten Ferritmaterialien in niedrigsinternde Mehrlagen-keramiken (LTCC) steht im Mittelpunkt der technologischen Entwicklungen. Eine Überführung der entwickelten Technologien in einen serientauglichen Prozess zur Herstellung von Komponenten ist Bestandteil der finalen Phase des Projekts.

Durch das Konsortium aus KMUs und Forschungseinrichtungen wird das strategische Ziel verfolgt, die Kompetenzen im Bereich Subsystem- und Komponenten-entwicklung sowie –technologie am Wirtschaftsstandort Deutschland zu stärken. Mit INFERSAT wird der Grundstein für eine wirtschaftliche Verwertung dieser Komponenten für Anwendungen im Raumfahrtbereich gelegt.

Ansprechpartner

Prof. Jens Müller

Telefon: +49 3677 69-2606

jens.mueller@tu-ilmenau.de

 

 

Förderinformation

Projektträger: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Förderkennzeichen: 50YB1718

beteiligte Fachgebiete: Elektroniktechnologie

Laufzeit: 01.01.2018-31.12.2019

Prüfvorrichtung

Laufzeit 01.02.219 - 31.01.2021

Automatische Prüfvorrichtung poröser Fluidstrukturen vorzugsweise aus Kunststoff

Projektinformation

Poröse Fluidstrukturen werden heute in sehr vielen Bereichen der Technik, Biotechnologie und Medizin(-technik) eingesetzt. In diesem Projekt sollen dabei besonders die Fluidstrukturen aus Polymeren im Fokus stehen. Die Prüfung solcher Strukturen erfolgt in der Regel durch fluidische Testung. Diese Verfahren haben aber den entscheidenden Nachteil, das sie integrierte Prüfergebnisse liefern, d.h. einen "Durchschnittswert" über den gesamten Prüfling. In diesem Projekt soll ein Prüfautomat entwickelt werden der eine detaillierte optische Prüfung des gesamten Prüflings gewährleistet. Dabei sollen Fehler in Porengeometrie und Anordnung durch Bildverarbeitung ermittelt werden. Das soll  zudem auch auf gekrümmten Oberflächen möglich sein. Um den Anschluss an etabliere Verfahren zu halten soll vergleichend und/oder ersetzend für den spezifischen Prüfling auch eine fluidische Prüfung möglich sein. Die konzeptuelle Arbeit, die Erstellung von repräsentativen Testmustern und Prüfkriterien wird vom FG Nanobiosystemtechnik der TU Ilmenau übernommen. Die Umsetzung in einen konkreten Prüfautomaten und die Bildverarbeitungssoftware übernimmt die SQB GmbH.

 

Ansprechpartner

Prof. Andreas Schober

Telefon: +49 3677 69-3387
 andreas.schober@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: AIF Projekt GmbH Berlin

Förderkennzeichen: ZF4457302CR8

beteiligte Fachgebiete: Nanobiosystemtechnik

Laufzeit: 01.02.2019 - 31.01.2021

VAKMES

Laufzeit: 01.01.2019 - 31.12.2020

Entwicklung eines Systems zur Gleichstrom-Getteraktivierung mit resonantem Vakuum-MEMS-Sensor

Projektinformation

Mit dem steigenden Bedarf nach intelligenten u. mehrfunktionalen industriellen Produkten wurde die Miniaturisierung von elektronischen u. mechanischen Komponenten zu immer kleineren Dimensionen angestoßen. Mikromechanische Systeme haben heue ein breites Anwendungsgebiet, bspw. bei der Herstellung von Bolometern und Gyroskopen. Diese müssen in speziellen hermetischen Gehäusen unter Hochvakuum verschlossen werden. Zur Aufrechterhaltung des Vakuums werden sogenannte Gettermaterialien eingesetzt, welche ausgasende Moleküle absorbieren können. Das Ziel des FuE-Projekts der ATV Technologie GmbH u. des Institus für Prozessmess- und Sensortechnik der TU Ilmenau liegt in der Entwicklung eines Systems für die Gleichstrom-Getteraktivierung u. Integration in einen Hochvakuum-Lötofen, sowie in der Entwicklung u. Integration eines resonanten Drucksensors in das Gehäuse zur leistungsarmen, langzeitstabilen, wartungsarmen Drucküberwachung. Es soll ein Gesamtsystem entwickelt werden, das dem Endnutzer sowohl die Möglichkeit zum hermetischen Versiegeln inkl. der Getteraktivierung als auch ein Prozessevaluierungsbausatz für die Produktentwicklung u. Qualitätsüberwachung zur Verfügung stellt.

 

 

Ansprechpartner

Prof. Thomas Fröhlich

Telefon: +49 3677 69-1398
 thomas.froehlich@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: AIF Projekt GmbH Berlin

Förderkennzeichen: ZF4075130MS8

beteiligte Fachgebiete: Prozessmesstechnik

Laufzeit: 01.01.2019 - 31.12.2020

Deutsche Forschungsgemeinschaft

ULTIMOS 2

Laufzeit: 01.11.2019 - 30.04.2021

Ultimate Scaling and Performance Potential of MoS2 Mtal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors

Projektinformation

Seit einigen Jahren werden zweidimensionale (2D) Materialien jenseits von Graphen, insbesondere  2D Übergangsmetall-Dichalkogenide mit MoS2 als prominentestem Vertreter , hinsichtlich ihrer Eignung für elektronische Anwendungen intensiv erforscht. Allerdings befindet sich die MoS2-Technologie noch in einem frühen Studium und das Potenzial von MoS2-Feldeffekttransistoren (FETs) ist noch unklar. Diese Situation liefert die Motivation fü das Projekt ULTIMOS2, das auf die Herstellung, Theorie und Simulation von ultimativ skalierten MoS2-FETs gerichtet ist. Drei Projektpartner mit anerkannter umd sich perfekt ergänzender Expertise auf den Gebieten Technologie und Theorie von 2D-Transistoren werden intensiv zu MoS2-FETs forschen und die folgenden Aufgaben  bearbeiten: (i) Untersuchung des Skalierungsverhaltens von MoS2-FETs durch experimentelle und theoretische Studien, (ii) Demonstration von MoS2-FETs mit sub -10nm Gate-Länge, (iii) Kritische Beurteilung des Potenzials ultimativ skalierter MoS2-FETs, (iv)  Erforschung des Potenzials von p-Typ MoS2 FETs. Im Projekt werden moderne technologische  Ausrüstungen und Verfahren genutzt und in Kombination mit umfangreichen Arbeiten zur Bauelementetheorie und -simulation zu einer deutlichen Verbesserung des Kenntnisstands zur Physik, zu den Grenzen der Skalierbarkeit und zur Leistungsfähigkeit von MoS2-FETs führen. Komplette Prozessflüsse zur Realisierung ultimativ skalierter MoS2-FETs mit Modulen zur Abscheidung von MoS2, und von Gate-Dielektrika  und sowie zur Formierung ohmscher Kontakte werden etabliert. Die damit gefertigten Teststrukturen und Bauelemente werden einer umfassenden Analyse und Charakterisierung unterzogen, deren Resultate wiederum zur Bewertung der theoretischen Ergebnisse genutzt werden.

Ansprechpartner

PD Dr. Frank Schwierz

Telefon: +49 3677 69-3120
 frank.schwierz@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: DFG

Förderkennzeichen: SCH 729/26-1

beteiligte Fachgebiete: Mikro- und nanoelektronische Systeme

Laufzeit: 01.11.2019 - 30.04.2021

3D-Charakterisierung

Laufzeit: 01.07.2018 - 30.06.2021

3D-Charakterisierung von Mirkokugeln mit Nanoterpräzision

Projektinformation

Die Bedeutung von Mikrobauteilen insbesondere der Mikrosystemtechnik mit komplexen Geometrien für verschiedenste industrielle Produkte der unterschiedlichsten Branchen, vom Automotive-Bereich über Live Science-Anwendungen, Medizin, Energie und Telekommunikation steigt immer mehr. Die immer bessere Beherrschung der Mikro-/ Nano-Messtechnik ist dabei von großer Bedeutung. Gerade für die Anwendung bei komplexen und immer kleineren Mikrobauteilen, beispielsweise verbunden mit High-Aspekt-Ratio-Geometrien und Messunsicherheiten deutlich unter 0,1 µm ist die taktile  3D-Mikro-/Nanomesstechnik unverzichtbar und stellt nach wie vor eine enorme Herausforderung dar. Auch wissenschaftlich  muss man hier von beträchtlichen Forschungsdefiziten sprechen. In den etzten Jahren wurden eine ganze Reihe von 3D-Mikrotastern für die Mikro- und Nanokoordinatenmesstechnik entwickelt. Weitergehende Ansätze gehen bereits zur parallelen Messung von batchbasierten Mikrostrukturen mittels taktilen Tasterarrays. Die Entwicklung von aktiv schwingenden Tastern wurde vorgestellt. Ein "Ultra precision tactile probe" wird von der Firma IBS angeboten. Bei aller Verbesserung der messtechnischen Eigenschaften von Mikrotastern (Auflösung, Reproduzierbarkeit im Bereich weniger Nanometer) stellt die hochgenaue Fertigung von Kugeln bzw. die hochgenaue Ermitttlung  der kompletten Kugelgeometrie ein großes Problem dar. Gegenwärtig sind Mikrokugeln höchstens mit der Genauigkeitsklasse Grade 3 (DIN 5401) bestellbar, also mit Durchmesserabweichungen bis 0,8 µm bei gleichzeitiger Rundheitsabweichung von 80 nm. Es ist international kein Herstelller bekannt der Grade 2 oder Grade 1-Kugeln bestellen kann (Grade 2: < ± (0,5 ± 0,05) µm bzw. Grade 1: < ± (0,25 ± 0,025) µm) herstellen kann. Für diese Anforderungen liegen schlechthin keine industriell geeigneten Messverfahren vor.

 

 

Ansprechpartner

Prof. Eberhard Manske

Telefon: +49 3677 69-5050
 eberhard.manske@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: DFG

Förderkennzeichen: MA 2497/12-1

beteiligte Fachgebiete: Fertigungs- und Präzesionsmesstechnik

Laufzeit: 01.07.2018 - 30.06.2021

Multipass-Laserstrahl

Laufzeit: 01.05.2019 - 30.04.2021

Präzisionsgenerierung und Messung kleiner statischer und dynamischer Kräfte mittels Strahlungsdruck eines Multipass-Laserstrahls

Projektinformation

Die Kraftmesstechnik, Optomechanik und eine Vielzahl von Experimenten zur Quantenbewegung basieren auf einer genauen und präzisen Messung der wirkenden Kräfte. Durch Nutzung des Impulses von absorbierten und re-emittierten Photonen  eines Laserfeldes ist es möglich, Kalibrierkräfte zu erzeugen, die direkt auf das internationale Einheitensystem (SI) rückführbar sind. In diesem Projekt schlagen wir eine Methode vor, bei der die effektive Nutzung des Photonenimpulses durch Mehrfachreflexion eines Laserstrahls erweitert wird. Wir stellen einen Vergleich von grundlegenden theoretischen Berechnungen mit vorbereitenden Messungen an, die sich auf einen speziellen Fall der geometrischen und experimentellen Anordnung beziehen, welche eine Steigerung  der durch den Photonenimpuls erzeugen Kräfte von einigen hundert pN auf den sub-µN Bereich zum Ziel hat. Das Ziel des Projektes ist eine systematische, theoretische, sowie experimentelle Untersuchung der Möglichkeiten zur Nutzung  des quantenmechanischen Ansatzes zur Erzeugung von Kräften und deren Messung durch zu Hilfenahme klassischer mechanischer Prinzipien/Systeme. Ebenfalls sollen die grundlegenden physikalischen Grenzen dieses Ansatzes, sowie andere konkurrierende Effekte, die in messtechnischen Anwendungen stets als Ursache von Abweichungen gelten, im Detail untersucht werden. Neben den praktischen Perspektiven die sich aus der Anwendung dieses Verfahrens für präzise Kraftkalibrierungen ergeben, wird ebenso die Verwendung des Verfahrens zur Kalibrierung der Leistung von Laserquellen vorgeschlagen. 

 

Ansprechpartner

Dr. Suren Vasilyan

Telefon: +49 3677 69-2452
 suren.vasilyan@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: DFG

Förderkennzeichen: VA 1213/2-1

beteiligte Fachgebiete: Prozessmesstechnik

Laufzeit: 01.05.2019 - 30.04.2021

Emmy-Noether-Programm

Laufzeit: 01.01.2019 - 31.12.2019

Kontrollierte elektrochemische Energieumwandlung durch oberflächennahe Strömungsbeeinflussung

Projektinformation

Das Forschungsvorhaben hat im ersten Teilprojekt das Ziel, eine mikrofluidische Brennstoffzelle herzustellen und zu charakterisieren, in welcher die Effizienz durch Sekundärströmungen gesteigert werden kann. Im zweiten Teilprojekt ist es das Zel, die Umströmung bei der Wasserstoffelektrolyse auf einer makroskopischen Elektrode inklusive des Temperaturfeldes  zu bestimmen und mit und ohne Beeinflussung durch Lorentzkräfte hochaufgelöst zu messen. Zum Erreichen dieser wissenschaftlichen Ziele sollen die folgenden Teilschritte abgearbeitet werden:

- Design und Herstellung einer mikrofluidischen  Brennstoffzelle ohne Klebetechnologie

- Bestimmung des Einflusses der Sekundärströmung auf den Stoffumsatz an den Elektroden

- Effizienzsteigerung in den mikrofluidischen Brennstoffzellen durch gezielte Sekundärströmungen

- Herstellung makroskopischer Platinelektroden mit defenierten Defektstellen als Blasenkeimstellen

- Reproduzierbare ortsfester Erzeugung von Wasserstoffblasen auf makroskopischen Elektroden

- Bestimmung des dreidimensionalen Temperatur- und Geschwindigkeitsfeld  an elektrochemisch generierten Wasserstoffblasen in einem Volumen von 10x10x10mm³

Ansprechpartner

Prof. Christian Cierpka

Telefon: +49 3677 69-2445
 christian.cierpka@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: DFG

Förderkennzeichen: CI 185/3-2

beteiligte Fachgebiete: Technische Thermodynamik

Laufzeit: 01.01.2019 - 31.12.2019

2D-Einzelzellanalyseanordnung

Laufzeit: 01.03.2019 - 28.02.2022

Strömungs- und Temperaturuntersuchungen an einer mikroakustischen 2D-Einzelanalyseanordnung

Projektinformation

Das Forschungsvorhaben hat das Ziel, eine 2D-Einzelzellanalyseanordnung basierend auf akustischen Oberflächenwellen zu erstelle und zu charakterisieren. Dabei wird erstmalig die Position der Zellen (durh Partikel simuliert), die Strömungsgeschwindigkeit der sie umgebenden Flüssigkeit sowie die lokale Temperaturverteilung mit neuartigen, örtlich hochauflösenden Messtechniken erfasst, um detaillierte Erkenntnisse zum Einfluss hochfrequenter Schallwellen (>100 MHz) auf Flüssigkeiten und die darin suspendierten korpuskularen Bestandteile (Partikel, Zellen) zu erhalten. Durch experimentelle Charakterisierungen der SAW-Felder in der fluidbeladenen Mikrokammmer mittels Laser-Doppler-Vibrometrie und Messungen der Geschwindigkeits- und Temperaturverteilung mit der APTV, sollen grundlegende mikroakustische, strömungs- und thermodynamische Fragestellungen der SAW-Mikrofluidik, welche in der aktuellen Literatur nicht beantwortet werden, geklärt und deren Abhängigkeiten herausgestellt werden, geklärt und deren Abhängigkeiten herausgestellt werden. Dies soll durch eine  Erarbeitug von Modellen zur numerischen Simulation lokaler  Temperatur-, Druck- und Strömungsgradienten unterstützt werden. Anhand der Ergebnisse soll es zukünftig möglich sein, allgemeine Design- und Anwendungskriterien für die Mikrofluidik mit hochfrequenten akustischen Oberflächenwellen abzuleiten, die beispielsweise für die aisierte 2D-Einzelzellanalyseanordnung nicht nur einen stabilen Betrieb gewährleisten sondern auch im Dauerversuch eine geringe mechanische- und thermische Belastung der Zellen versprechen.

Zum Erreichen der wissenschaftlichen Ziele sollen die folgenden Einzelziele schrittweise erarbeitet werd

  1. Aufbau einer Referenzanordnung zur Untersuchung der neuartigen Messtechniken sowie zur Grundlagenforschung von den SAW-induzierten Scher- und Temperaturbelastungen an Modellpartikeln, die im Vergleich zur SAW-Wellenlänge groß sind.
  2. Charakterisierung akustischer Oberflächenwellenfelde durch doppelbrechendes Material mittel Laser-Doppler-Vibrometrie.
  3. Qualifizierung der Aptv zur gleichzeitigen Strömungs- und Temperaturmessung durch doppelbrechendes LiNbO3.
  4. Aufbau einer mikroakustischen 2D-Einzelzellanalyseanordnung.
  5. Charakterisierung der Partikelfokussierung sowie der Geschwindigkeits- und Temperaturfelder in der Einzelzellanalyseanordnung, um die Scher- und Temperaturbelastung im realistischen Anwendungsfall abzuleiten.
  6. Wellenfeldcharakterisierungen, um die Korrelation zu den gemessenen akustisch induzierten Geschwindigkeits- und Temperaturverteilungen zur SAW-Amplitude, Frequenz und Fluideigenschaften zu bestimmen.
  7. Vergleich der experimentellen Ergebnisse mit der numerischen Simulation, um verbesserte Modelle für die SAW-Mikrofluidik abzuleiten.

Ansprechpartner

Prof. Christian Cierpka

Telefon: +49 3677 69-2445
 christian.cierpka@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: DFG

Förderkennzeichen: CI 185/6-1

beteiligte Fachgebiete: Technische Thermodynamik

Laufzeit: 01.03.2019 - 28.02.2022

Nanostrukturdeposition

Laufzeit: 22.05.2017 - 31.05.2020

Forschung und Entwicklung eines Nanostrukturdepositionsverfahrens

Projektinformation

Das Projekt befasst sich mit dem Ergründen einer neuartigen lokalisierten Materialabscheidungsmethode aus der Gasphase. Das Konzept basiert auf einer Entdeckung und einigen Vorarbeiten an der Universität von Minnesota (Twin Cities), welche dort von Prof. Jacobs bis 2012 durchgeführt wurden, bevor er dem Ruf an die TU Ilmenau gefolgt ist.

Im Gegensatz zu traditionellen Vakuummethoden soll ein gerichtetes Abscheidungsverfahren untersucht werden, welches ein ortsaufgelöstes Anlagern von primären Partikeln, bei erhöhtem Druck und Materialdurchsatz ermöglicht und eine dynamische Anpassung der entstehenden Nanostrukturen unterstützt. Bei der dynamischen Anpassung soll untersucht und erstmalig gezeigt werden, dass ein ortsaufgelöstes Einstellen der 3D Struktur in einem ersten und Materialzusammensetzung in einem zweiten Schritt möglich ist. Die zu ergründenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten basieren auf dem Zusammenspiel zwischen geladenen Gas Ionen, geladenen Nanopartikeln, und einem programmierbaren Substrat.

Der in dem Projekt einstehende Aufbau besteht aus drei Modulen um die physikalischen Wechselwirkung und entstehehenden Nanostrukturen zu untersuchen und zu verstehen. Es wird zwiscen (i) einem Quellmodul (Material Synthese, Nanopartikel Quelle, Gas Ionen Quelle), (ii) einem Material Abscheidemodul (Depositionskammer inkl. programmierbares Substrat), und (iii) einem In-situ Inspektionsmodul unterschieden.

Ansprechpartner

Dr. Thomas Stauden

Telefon: +49 3677 69-3409
 thomas.stauden@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: DFG

Förderkennzeichen: STA 556/4-1

beteiligte Fachgebiete: Nanotechnologie

Laufzeit: 22.05.2017 - 31.05.2020

Nanodrähte

Laufzeit: 01.11.2017 - 31.10.2020

Funktionelle Nanopartikel-Anordnung durch Entnetzung von dünnen Schichten

Projektinformation

Da bisher noch keinerlei Modell zur Beschreibung des Nanodrahtkontaktdrucks existiert soll dies im Rahmen diesedieses Vorhabens erstmals erfolgen. Das Modell soll Aussagen zum Einfluss der Nanodrahtmorphologie (z.B. Oberflächenstruktur, Länge, Durchmesser), der Nanodrahtdichte und zum Einfluss der mechanischen Eigenschaften von Nanodraht-, Fänge- und Substratmaterial gestatten. Mit Hilfe dieses Kotaktdruck-Modells sollen nicht nur optimierte Fängerstrukturen (inklusive deren optimaler Flächendichte) entwickelt werden können, sondern auch homogene und kontrollierte Nanodrahtabscheidungen über große Flächen auf Substraten mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften realisierbar werden. Darüber  hinaus soll das Modell auch intrinsische Limitierungen offenbaren. Bei den Fängerstrukturensollen auch polymere Materialien, wie z.B. Photolacke, untersucht werden, da hierdurch zukünftig Prozessschritte bei  der Bauelementefertigung eingespart werden könnten. Hierbei sind z.B. Lackdicke, Viskosität, mechanische Stabilität, Winkeltreue der Nanodrähte und Lackentfernung (Vgl. nanoscale combing) systematisch zu evaluieren. Darüber hinaus könnten im Erfolgsfalle zukünftig Fängerelemente  eventuell effizient über konventionelle Drucktechniken (z.B.: ink-jet) aufgebracht werden. Auch der Nanodrahtkontaktdruck auf flexiblen Substraten (Polymerfolien: PET, Kapton, PDMS), Membranen und freistehenden Biegebalken soll besser beschrieben werden können. Aufbauend auf dem Modell und den experimentellen Studien soll auch eine erste Evaluationsstrategie entwickelt werden, um bisher nicht studierte Materialkombinationen  effizient bzgl. der Druckeigenschaften evaluieren und optimieren zu können. Zusammengefasst würden diese Forschungsarbeiten neue und effiziente Fertigungsstrategien für nandrahtbasierte Sensorik ermöglichen, welche von Nanodraht-AFM-Sonden, über flexible Sensorik bis hin zu "green electronics", unter Einsatz z.B. kompostierbarer Substrate, reichen kann. Daher ist auch die Anschlussfähigkeit der perspektivisch zu erwartenden neuen Forschungskenntnisse vollständig gegeben.

Ansprechpartner

Prof. Steffen Strehle

Telefon: +49 3677 69-2487
 steffen.strehle@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: DFG

Förderkennzeichen: STR 1119/7-1

beteiligte Fachgebiete: Mikrosystemtechnik

Laufzeit: 01.11.2017 - 31.10.2020

Dehnbare Aufbau- und Verbindungstechnik

Laufzeit: 01.01.2019 - 31.12.2021

Dehnbare Aufbau- und Verbindungstechnik

Projektinformation

We have recently begun to research this field. Our points of entry comes from prior research where we have learned  to produce and process chip scale functional device segments (LEDs, Transistors, and IC) pioneering  work on an unique  placement technology which is based on fluidic self-assembly and transfer whih allows us to place chip scale device segments onto unconventional substrates. At this point we have developed methods, which support the placement and electrical connection of semiconductor chips and chip scale packages onto the required rubber like substrates to enter this field. We have supporting unpublished results on stretchable and inflatable lighting structures, a partially functioning microphone array which morphs into a sphere, and a spherical touchpad. The supporting results have shown that the bottlenecks are not the applications but thelack of repeatability, reliability and a scalability of the fabrication processes and materials that are presently used.

 

 

Ansprechpartner

Prof. Heiko Jacobs

Telefon: +49 3677 69-3723
 heiko.jacobs@tu-ilmenau.de

Dr. Thomas Stauden

Telefon: +49 3677 69-3409
 thomas.stauden@tu-ilmenau.de

Prof. Matthias Hein

Telefon: +49 3677 69-2832
 matthias.hein@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: DFG

Förderkennzeichen: JA 1023/8-1, STA 556/8-1, HE 3642/13-1

beteiligte Fachgebiete: Nanotechnologien, Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Laufzeit: 01.01.2019 - 31.12.2021

3D-Charakterisierung

Laufzeit: 01.07.2018 - 30.06.2021

3D-Charakterisierung

Projektinformation

Die Bedeutung von Mikrobauteilen insbesondre der Mikroystemtechnik mit komplexen Geometrien für verschiedenste industielle Produkte der unterschiedlichsten Branchen, vom Automove-Bereich über Live-Science-Anwendungen, Medizin, Energie und Telekommunikation steigt immer mehr. Die immer bessere Beherrschung der Mikro-/Nano-Messtechnik ist dabei von großer Bedeutung. Gerade für die Anwendung bei komplexen und immer kleineren Mikrobauteilen, beispielsweise verbunden mit High-Aspekt-Ratio-Geometrien und Messunsicherheiten deutlich unter 0,1 µm ist die taktile 3D-Mikro-/Nanomesstechnik unverzichtbar und stellt nach wie vor eine enorme Herausforderung dar. Auch wissenschaftlich muss man hier von beträchtlichen Forschungsdefiziten sprechen.

In den letzten Jarhen wurden eine ganze Reihe von 3D-Mikrotastern für die Anwendung in der Mikro- und Nanokoordinatenmesstechnik entwickelt. Weitergehende Ansätze gehen bereits zur parallelen Messung von batchbasierten Mikrostrukturen mittels taktilen Tasterarrays. Die Entwicklung von aktiv schwingenden  Tastern wurde vorgestellt. Ein "Ultra precision tactile probe" wird von der Firma IBS angeboten. Bei aller Verbesserung der messtechnischen Eigenschaften von Mikrotastern (Auflösung, Reproduzierbarkeit im Bereich weniger Nanometer) stellt die hochgenaue Fertigung von Kugeln bzw. die hochgenaue Ermittlung der kompletten Kugelgeometrie ein großes Problem dar.
Gegenwärtig sind Mikrokugeln höchstens mit der Genauigkeitsklasse Grade 3 (DIN 5401) bestellbar, also mit Durchmesserabweichungen bis 0,8 µm bei gleichzeitiger Rundheitsabweichung von 80 nm. Es ist international kein Hersteller bekannt der Grade 2 oder Grade 1-Kugeln herstellen kann. Für diese Anforderungen liegen schlechthin keine industriell geeigneten Messverfahren vor.

Ansprechpartner

Prof. Eberhard Manske

Telefon: +49 3677 69-5050
 eberhard.manske@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: DFG

Förderkennzeichen: MA 2497/12-1

beteiligte Fachgebiete: Fertigungs- und Präzisionsmesstechnik

Laufzeit: 01.07.2018 - 30.06.2021

ForInt

Laufzeit: 2018 - 2020

Ausbildung heterovalenter Grenzflächen: Eine kombinierte Photoemissions- und ab initio DFT-Studie von GaP/Si Heterostrukturen

Projektinformationen

Integration of III-V semiconductors on Si is desirable for new generation of microelectronic power devices, high-efficiency multi-junction solar cells and photolytic tandem absorbers for the renewable generation of hydrogen. GaP/Si(001) is the ideal candidate for generic, pseudomorphic virtual substrates aiming to overcome complex issues related to polar-onnonpolar heteroepitaxy prior further III-V integration. Preparation of sharp GaP/Si(001) interfaces thereby is the critical technological step in metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) because it strongly impacts the quality of subsequently grown epitaxial films and the final device performance. Preliminary work showed that Arsenic is of particular interest here.

Today, interface formation mechanisms are not well understood at the atomic scale and the electronic structure of buried interfaces is not resolved. In this bilateral project, we will combine optical in situ spectroscopy, lab-based as well as synchrotron-based photoelectron spectroscopy techniques, depth profiling and ab initio density functional theory (DFT) calculations in order to establish a comprehensive atomic-scale understanding of the structural and electronic properties of GaP/Si(001) and GaP/Si(001):As heterointerfaces. We will introduce dedicated modifications of the atomic structure in order to understand how the electronic properties of the heterointerface can be tuned. The objective is to gain a fundamental understanding of III-V/IV heterointerface formation with direct implications for high-efficiency device applications.

Ansprechpartner

Prof. Thomas Hannappel

Telefon: +49 3677 69-2566

thomas.hannappel@tu-ilmenau.de

 

 

Förderinformation

Projektträger: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Förderkennzeichen: HA 3096/10-1

beteiligte Fachgebiet: Photovoltaik

Laufzeit: 2018 - 2020

Wavesynth

Laufzeit: 2018 - 2020

Dynamische optische Wellenfront Synthesizer - Design, Herstellung und Systemintegration

Projektinformationen

With the research in this project we want to lower the threshold which obviously still keeps tunable Alvarez-Lohmann optics from entering real world applications. To this end we address some of the most important remaining issues such as:

- optical systems engineering with Alvarez-Lohmann elements based on analytic modelling

- optimized fabrication for generalized optical wavefront synthesizer

- innovative tuning strategies

- application specific design and systems integration of tunable optical functionality.

Ansprechpartner

Prof. Stefan Sinzinger

Telefon: +49 3677 69-2490

stefan.sinzinger@tu-ilmenau.de

 

 

Förderinformation

Projektträger: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Förderkennzeichen: SI 573/10-1

beteiligte Fachgebiet: Technische Optik

Laufzeit: 2018 - 2020

Lokalisierter Transport aus der Gasphase

Laufzeit: 2017 - 2020

Lokalisierter Transport aus der Gasphase

Projektinformationen

Das Projekt befasst sich mit dem Ergründen der fundamentalen physikalischen Hintergründe dieser neuartigen Methode zur lokalisierten Ansammlung von Spezies aus der Gasphase. Diese fundamentalen Erkenntnisse liefern mehr Verständnis zu einigen kontroversen Fragen. Speziell ist beim angewendeten Verfahren ein Widerspruch zwischen Theorie und Experiment zu finden. Aus theoretischer Sicht der Transportgleichungen kann die beobachtete Akkumulationsrate meist nicht erklärt werden und es liegt wahrscheinlich eine abnormale hohe oder veränderte Reaktionskinetik vor (höhere Adsorptionsrate). Der beschriebene Prozess verbindet ein Zusammenspiel aus Ionen, Partikeln aus der Luft, einem vorstrukturierten Substrat mit programmierbaren Entladungskontaktpunkten und dem Trägergas. Um ein klares und besseres Verständnis des zugrundeliegenden Prozesses erarbeiten zu können, würden wir im Rahmen einer Doktorarbeit weitere gezielte Experimente durchführen wollen, welche die grundlegenden physikalischen Phänomene in Einklang mit dem Experiment bringen. Die Erforschung dieser grundlegenden Fragenstellungen ist der wichtigste Teil, um weitere Anwendungsgebiete erschließen zu können.  

Ein Ziel ist es, eine Experimentieranordnung zu entwerfen, welche die relevanten Prozessparameter (Gasionenkonzentration, Partikelzahl und –konzentration, lokal vorherrschender Gasfluss, Plasmapotentialverlauf) systematisch ergründen kann. Das geplante System kann in drei Module aufgeteilt werden: Aerosol Quellen Modul (zum Teil bereits vorhanden), lokalisiertes Abscheidungsmodul (auch zum Teil bereits vorhanden) und ein Modul zur Prozessüberwachung (noch nicht vorhanden). Zur Leitung der Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet und zur Entwicklung des angesprochenen Prozessüberwachungsmoduls benötigen wir Mittel für eine Doktoranden Stelle. Aus anwendungsorientierter Sicht wollen wir uns auf den von uns publizierten Artikel “Active Matrix Based Collection of Airborne Analytes: An Analyte Recording Chip Providing Exposure History and Finger Print”[3] fokussieren, in welchem wir einen neuen Ansatz beschreiben, der es erlaubt Partikel unterschiedlicher Art in einer aktiven Matrix zeitlich sortiert einzufangen. Die fundamentalen Untersuchungen werden sich mit dem Design des Recording Chips beschäftigen; wir erwarten Einflussfaktoren durch die Arraygröße, die minimale Öffnungsgröße und durch Konzentrationsunterscheide bei den zu analysierenden luftgetragenen Partikeln. Abschließend wollen wir das Feld der zu untersuchenden Partikel ausdehnen und es bis auf in der Luft befindliche Pathogene aus dem Feld der Aerobiologie ausdehnen. In Vorbereitung dieses Vorhabens haben wir bereits erste Demonstrationsversuche mit Bakteriophagen getestet.

Ansprechpartner

Prof. Heiko O. Jacobs

Telefon: +49 3677 69-3723
 heiko.jacobs@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG

Förderkennzeichen: JA 1023/5-1, STA 556/5-1

beteiligte Fachgebiete: Nanotechnologie

Laufzeit: 2017 - 2020

Tailored Disorder

Laufzeit: 15.10.2015 - 30.09.2021

Fluktuations-dominierte Materialien für neuartige photonische Strukturen

Projektinformationen

Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung nanostrukturierter Materialien, in denen die Wechselwirkung optischer Nahfelder und unordnungsinduzierte Fluktuationen lokaler elektromagnetischer Felder in optimaler Weise zur Schaffung neuartiger photonischer Funktionalität genutzt werden. Während die Natur ungeordnete Nanomaterialien für Schmetterlingsfarben nutzt haben wir Menschen erst kürzlich gelernt, metallische Nanostrukturen zur Detektion einzelner Moleküle einzusetzen. Systematische Untersuchungen zur Optimierung der Unordnung mit dem Ziel der maximalen Ankopplung lokaler elektromagnetischer Felder an geeignete Quantenemitter (Laserfarbstoffe, J-Aggregate, Halbleiter-Quantenpunkte,…) fehlen fast vollständig, obwohl große Fortschritte im Bereich der Nanomaterialien, der optischen Spektroskopie und der Theoretischen Festkörperphysik die Voraussetzungen geschaffen haben. Für dieses Projekt haben sich Wissenschaftler aus allen drei Bereichen zusammengefunden, um (i) lokale elektromagnetische Feldfluktuationen durch gezielte Optimierung der Unordnung in speziell ausgesuchten quasi-zwei- und dreidimensionalen metallischen und dielektrischen Nanostrukturen maximal zu verstärken und (ii) Quantenemitter so einzufügen, dass deren optische Nichtlinearität neue photonische Funktionalität liefert. Wir erwarten, dass dieser Ansatz inhärent robuste Systeme liefert: Falls variierende Umweltparameter die Resonanz eines bestimmten Paars aus Emitter und lokaler elektromagnetischer Mode zerstört, wird dieses durch ein anderes äquivalentes Paar kompensiert.

Das Projekt fokussiert auf drei  Klassen ungeordneter Systeme: (i) dichte Felder von Nanonadeln aus durchsichtigen Oxid- und Nitrid-Halbleitern, (ii) perkolierende Metallfilme mit Poren und Inseln im Nanometerbereich und (iii) nanoporöse Gold-Nanopartikel aus zweiphasigen Legierungen. Diese Proben werden mit optisch nichtlinearen Materialien beschichtet oder infiltriert.

Neben dem Design möglicherweise sogar ökonomisch relevanter photonischer Materialien erwarten wir, dass das Projekt zu einem vertieften Verständnis der Licht-Materie Wechselwirkung auf der Nanoskala, der Physik der unordnungsinduzierten Licht- und Plasmonlokalisierung und – genereller – von fluktuationsdominierten Systemen führt. Wir planen, die Zeitstruktur einzelner lokalisierter elektromagnetischer Moden in Oldenburg in Echtzeit zu vermessen und deren räumliche Struktur mit 20-nm Auflösung abzubilden. Die theoretische Analyse basiert auf der Expertise der Ilmenau-Gruppe auf den Gebieten der Anderson-Lokalisierung und Exziton-Plasmon-Kopplung. Materialien mit maßgeschneiderter Unordnung werden durch Ilmenauer Werkstoffwissenschaftler zur Verfügung gestellt. Eine enge interdisziplinäre Zusammenarbeit und kontinuierliches Feedback zwischen den beteiligten Wissenschaftlern ist essentielle Grundlage für die Schaffung von Materialien mit maßgeschneiderter Unordnung und neuer oder zumindest verbesserter photonischer Funktionalität.

Ansprechpartner

Prof. Peter Schaaf

Telefon: +49 3677 69-3610

 peter.schaaf@tu-ilmenau.de

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Projektträger: DFG

Förderkennzeichen: SCHA 632/24-1

beteiligte Fachgebiete: Werkstoffe der Elektrotechnik

Laufzeit: 15.10.2015 - 30.09.2021

DFG Gerätezentrum

Laufzeit: 01.12.2013 - 31.07.2020

Gerätezentrum "Mikro-Nano-Integration"

Projektinformation

Gerätezentrum "Mikro-Nano-Integration" (DFG Gerätezentrum)

Das DFG-Gerätezentrum "Mikro-Nano-Integration“ ermöglicht externen Partnern einen noch besseren Zugang zur hervorragenden technologischen Infrastruktur und der Spezialausstattung des Zentrum für Mikro- und Nanotechnologien.


  weitere Infos            

Ansprechpartner

Prof. Jens Müller

Telefon: +49 3677 69-2606
 jens.mueller@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: DFG

Förderkennzeichen:

MU 3171/2-1 + MU 3171/6-1,

SCHA 632/19-1 + SCHA 632/27-1,

HO 2284/4-1 + HO 2284/12-1

beteiligte Fachgebiete: Elektroniktechnologie, Werkstoffe der Elektroniktechnologie, Mikromechanische Systeme

Laufzeit: 01.12.2013 - 31.07.2020

Landesförderung

DNA Ident

Laufzeit: 01.10.2018 - 30.09.2020

Design und Erzeugung von kompatiblen Building Blocks zur Erzeugung von längeren DNA Molekühlen zur Informationsspeicherung biologischer und nicht biologicher Daten

Projektinformation

Die von uns vorgeschlagene Technik der Bereitstellung von DNA zur funktionalen Markierung von Gegenständen im weitesten Sinne (Bauteilen in Machinen, Werkzeugmaschinen; Autos, sowie ganze Haushaltsgeräte, Kleingeräte, Werkzeuge, Baumaschinen, Verpackungen etc.) ermöglicht die sachgutbezogne Informationen direkt und spezifisch in der DNA zu kodieren. Wir designen und synthetisieren lange, modular aufgebaute, doppelsträngige DNAs, welche stabiler als einzelsträngige DNAs sind. Im Code der DNA sind intrinsisch Merkmale des zu markierenden Gegenstands festgelegt. Dies können beispielsweise Hersteller, Seriennummer, Herstellungsdatum, Werk, Haltbarkeitsdatum und Laufzeitbeschränkungen, Auslieferungskunde, Inbetriebnahmedatum etc. sein. Das Auslesen der DNA würde folglich direkt nicht nur Aufschluss über die Herkunft des Gegnstands geben, sondern auch über Detailinformationen. Ein Datenbankabgleich, wie er bei den bisherigen Verfahren notwendig ist, wäre auch mit unserem Verfahren möglich, aber nicht notwendig. Die Herstelllung dieser komplexen Kodierung auf DNA ist überraschend einfach und wird über ein innnovatives kombinatorisches Verfahren erreicht werden, das derzeit zum Patent angemeldet wird.

Mit unserem Verfahren kann die Markierung mittels DNA noch deutlich ausgeweitet werden und auch zur Nachverfolgung von Produkten und zum Schutz gegen Produktpiraterie genutzt werden. Die in unserem Fall genutzte DNA wäre auch nur als Markierungs DNA einsetzbar. Die Gefahr der Interaktion mit natürlicher DNA (horizontaler Gentransfer) ist aufgrund der spezifischen synthetischen Sequenzen ausgeschlossen.

Ansprechpartner

Prof. Andreas Schober

Telefon: +49 3677 69-3387
 andreas.schober@tu-ilmenau.de

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Projektträger: Thüringer Aufbaubank

Förderkennzeichen: 2018 FE 9104

beteiligte Fachgebiete: Nanobiosystemtechnik

Laufzeit: 01.01.2018 - 30.09.2020

Laserdirektbelichter

Laufzeit: 01.01.2019 - 30.06.2021

Laser Lithographie System zum Direktbelichten von Photoresisten

Projektinformation

Die fotolithografische Strukturierung von mikro- und nanotechnischen Funktionsgruppen ist eine der Basistechnologien  der Halbleiter- und Mikrosystemtechnik. Diese Technologie ist integraler Bestandteil der Technologiekette für integrierter Bauelemente aller Art in den Bereichen integrierte Schaltungen, Mikrosystemtechnik, integrierte Optik/Mikrooptik, Solarzellen, Energieeffizienz, Sensorik usw.

Die Standardgeräte zur Fotolithografie gestatten ausschließlich die hochpräzise Belichtung planarer Substrate. Belichtungen über Kanen und große Stufen hinweg  sind mit den herkömmlichen Projektionsbelichtungsverfahren nur durch Mehrfachbelichtungen mit unterschiedlichen für die entsprechenden Fokusebenen angepassten Masken möglich. Ein direkt schreibendes Verfahren mit einer Fokusnachführung ermöglicht maximale Fokussiergenauigkeit an jeder Schreibposition. Die Tiefe und die Form von Strukturen begrenzen damit nicht mehr die Strukturierungsqualität (minimale Strukturgröße). Dadurch kann eine flexible, durchgängige 3D-Fotolithografie-Technologie mit heruasragender Abbildungsqualität für die Realisierung von 3D-MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems), MOEMS (Micro-Opto-Electro-Mechanical Systems) und innovativen (mikro-)optischen Bauelementen bereitgestellt werden.

Die Beschaffung eines Laser Lithographie Systems zum Direktbelichten von Fotoresisten (Laserdirektbelichtungssystem) stellt eine essentielle Erweiterung der Forschungsinfrastruktur des IMN MacroNano und seines technologischen Zentrums, dem Zentrum für Mikro- und Nanotechnologien (ZMN) dar. Sie erweitert die am ZMN etablierte konventionelle maskenbasierte UV-Lithografie auf planaren Strukturen. Das beantragte maskenlose Lithografiesystem eröffnet neue technologische Ansätze zur Realisierung von 3D Strukturen vor allem im Bereich life science, Aufbau- und Verbindungstechnik, Mikrosystemtechnik/Mikrooptik und dehnbahre Elektronik.   

Ansprechpartner

Prof. Heiko O. Jacobs

Telefon: +49 3677 69-3724
 heiko.jacobs@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: Thüringer Aufbaubank

Förderkennzeichen: 2018 FGI 014

beteiligte Fachgebiete: Nanotechnologie

Laufzeit: 01.01.2019 - 30.06.2021

SPIRIT

 Laufzeit: 01.04.2018 - 31.03.2021

Dünnschichtfähiger Glas-LTCC-Interposer für die industrielle Sensorik

Projektinformationen

Im Projekt SPIRIT soll eine innovative und robuste Interposer-Plattform auf Basis eines LTCC-Verbundsubstrates entwickelt werden, die zu einer deutlichen Steigerung der Integrationsdichte von Elektroniksystemen im Sinne von „More than Moore“ führt. Durch die heterogene Integration unterschiedlichster Halbleitertechnologien und MEMS/NEMS in Kombination mit Konzepten der hybriden passiven Integration wird die Miniaturisierung der System-in-Packages für anspruchsvolle Sensoranwendungen mit hohen Zuverlässigkeitsansprüchen vorangetrieben. Das Interposersubstrat basiert auf Niedertemperaturkeramik (LTCC) und einer dünnschichttauglichen Schicht, die hochtemperaturtauglich mit der LTCC verbunden ist. Letztere ermöglicht Metallisierungen mit Linienauflösungen im Mikrometerbereich und Durchkontaktierungen mit 20 µm Durchmesser. Durch entsprechende Kontaktmetallisierungen werden die klassischen Verbindungstechniken für ungehäuste Halbleiter bis hin zu kleinsten Kontaktgeometrien (z.B. FlipChip-Raster < 20µm) sichergestellt. Die Fertigung der Interposer soll kostenoptimiert im Panel- oder Wafer-Level-Format erfolgen.  Die mechanisch tragenden und die thermischen Funktionen werden überwiegend durch das LTCC-Substrat sichergestellt. Passive Komponenten und Strukturen wie z.B. Interdigitalstrukturen (Gas- oder Feuchtesensorik) oder Antennen (Radarsensorik) sind planar in Dünnschichttechnologie ausgeführt.

Ansprechpartner

Prof. Jens Müller

Telefon: +49 3677 69-2606

jens.mueller@tu-ilmenau.de

 

 

Förderinformation

Projektträger: Thüringer Aufbaubank

Förderkennzeichen: 2017 FE 9055

beteiligte Fachgebiete: Elektroniktechnologie

Laufzeit: 01.04.2018 - 31.03.2021

Forschergruppe 2S-SENS

Laufzeit: 01.04.2019 - 31.03.2022

Ultrasensitive energieeffiziente Gassensoren aus 2D-Materialien

Projektinformation

Die beantragte Forschergruppe 2D-Sens ist ein interdisziplinärer Verbund von Wissenschaftlern, die intensiv auf den Gebieten Nanotechnologie und Nanoelektronik, Materialwissenschaften, Sensorik und Photonik arbeiten. Ihr Ziel ist es, neuartige atomar dünne 2D- (zweidimensional) Materialien zu erforschen , deren besondere Eigenschaften für die Gasdetekion zu nutzen und damit innovative Konzepte für Gassensoren zu entwickeln. Die Forschergruppe ist in das Thüringer Innovationszentrum für Quantenoptik und Sensorik InQuoSens eingebettet und umfasst Forscher der Technischen Universität Ilmenau und der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Sie nutzt die Infrastrukturen beider Universitäten synergetisch und profitiert von der in Ilmenau und Jena aufgebauten Exzellenz auf den o.g. Gebieten.

Ansprechpartner

PD Dr. Frank Schwierz


Telefon: +49 3677 69-3120
 frank.schwierz@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: Thüringer Aufbaubank

Förderkennzeichen: 2018 FGR 0088

beteiligte Fachgebiete: Mikro- und nanoelektronische Systeme, Werkstoffe der Elektrotechnik, Nanotechnologie

Laufzeit: 01.04.2019 - 31.03.2022

Forschergruppe FOQUOS

Laufzeit: 2018 - 2021

Quantenoptische Bildgebung mit verstärkten Photonen am Thüringer Innovationszentrum InQuoSens

Projektinformationen

Das Thüringer Innovationszentrum für Quantenoptik und Sensorik (InQuoSens) an den Standorten Jena und Ilmenau beabsichtigt, die aktuelle Ausschreibung der Thüringer Aufbaubank (TAB) zur Förderung der Forschergruppe FOQUOS zu nutzen, um seine Position im Forschungs- und Innovationsfeld der Quantentechnologien strategisch zu stärken. Ausgehend von bestehenden Kompetenzen im Bereich bildgebender opto-elektronischer Systeme und Quantenoptik soll sich die Forschergruppe auf die Entwicklung von Basistechnologien und Demonstratoren für Anwendungen im Quantum Imaging in anwendungsrelevanten Spektralbereichen konzentrieren. Dieses Themengebiet wurde im Rahmen einer Vorstudie von InQuoSens als besonders aussichtsreich hinsichtlich seines Innovationspotenzials identifiziert. Zudem wurde das Forschungs- und Innovationsfeld der Quantentechnologien von Thüringer Vertretern aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik innerhalb des zuständigen Arbeitskreises der Regionalen Forschungs- und Innovationsstrategie für intelligente Spezialisierung für Thüringen („RIS3 Thüringen“)1 als eines der relevantesten Zukunftsfelder für die zukünftige Entwicklung des Freistaats identifiziert. Die Forschergruppe FOQUOS nimmt daher den durch die RIS3-Richtlinie definierten Strategieprozess direkt als Handlungsrichtlinie auf.

Zugleich ist das Vorhaben von außergewöhnlich hoher nationaler und internationaler Bedeutung, da kürzlich mit „Quantentechnologie – Grundlagen und Anwendungen“ (QUTEGA) und dem „Quantum Technologies Flagship“ (QUTE-F) sowohl auf Bundes- als auch auf EU-Ebene umfangreiche Förderinitiativen zum Zukunftsthema der Quantentechnologien aufgesetzt wurden. Thüringen wird durch die Arbeiten innerhalb von InQuoSens und FOQUOS befähigt, zukünftig substantielle Beiträge innerhalb dieser Initiativen leisten zu können. Nicht zuletzt wird die Forschergruppe durch die Einbettung in das akademische Umfeld der Universitäten Jena und Ilmenau, in dem Forschungsergebnisse der Quantenoptik und -technologie direkt in die akademische Ausbildung auf Master- und Doktorandenniveau eingehen werden, zu einer breiten und nachhaltigen Expertise in Form hochqualifizierter Nachwuchskräfte im Freistaat Thüringen beitragen.

Die im Vorhaben adressierten Anwendungen nutzen die spezifischen Quanteneigenschaften verschränkter Photonenpaare. Diese bilden einen gemeinsamen Quantenzustand, der es erlaubt, Informationen über z.B. den Ort eines der Photonen durch Vermessung des Partnerphotons zu gewinnen. Diese Eigenschaft kann genutzt werden, um optische Messverfahren mit räumlicher Auflösung zu realisieren, in denen eines der Photonen eines Paares mit dem zu vermessenden Objekt wechselwirkt, aber nur das andere Photon durch eine räumlich auflösende Kamera vermessen wird. Dieser Ghost-Imaging genannte Ansatz wurde bereits experimentell demonstriert [Mor15]. Das herausragende Anwendungspotential von auf dieser Methode basierenden Messverfahren resultiert aus der Möglichkeit, Photonenpaare zu verwenden, in denen die beiden Photonen wesentlich unterschiedliche Wellenlängen haben. Dabei werden die Eigenschaften des Objekts bei der Wellenlänge des mit dem Objekt interagierenden Photons vermessen, die Wellenlänge des zweiten Photons kann aber z.B. an die optimale Arbeitswellenlänge der verwendeten Kamera angepasst sein. Weiterhin hängt die erreichbare räumliche Auflösung auf komplexe Weise von den Wellenlängen beider Photonen ab und kann für bestimmte Fälle größer sein als für die Wellenlänge des mit dem Objekt interagierenden Photons in klassischen optischen Messverfahren möglich wäre. Diese Vorteile kommen besonders dann zum Tragen, wenn die Wellenlängen der einzelnen Photonen des verschränkten Photonenpaars weit auseinanderliegen.

Ziel der Forschergruppe FOQUOS ist es, die bisher nur in sehr grundlegenden Experimenten oder vereinfachten theoretischen Modellen gezeigten Potentiale von Ghost-Imaging für zwei spezifische hochrelevante Anwendungsfälle experimentell zu verifizieren sowie die für potentielle kommerzielle Anwendungen wichtigen Leistungsparameter und begrenzenden Faktoren dieser Abbildungsverfahren quantitativ zu bestimmen. Im Speziellen sollen die folgenden zwei Anwendungsfälle untersucht werden:

Bildgebung und abbildende Spektroskopie im mittleren Infrarot (MIR): Für den MIR Spektralbereich von 2 μm bis 10 μm Wellenlänge existieren nur sehr eingeschränkt empfindliche und hochauflösende Kameras. Durch Verwendung von Ghost-Imaging kann die Notwendigkeit für derartige Kameras umgangen werden. Hierzu werden Photonenpaare mit stark unterschiedlichen Wellenlängen genutzt, von denen eine im sichtbaren Spektralbereich (VIS), die andere im MIR liegt. Das MIR-Photon interagiert mit dem zu vermessenden Objekt und wird danach mit einem Einzeldetektor detektiert. Das VIS-Photon wird mit einer hochauflösenden Kamera vermessen, die in diesem Spektralbereich sehr effizient arbeitet und praktisch kein Rauschen aufweist. Dadurch können Bilder im MIR auch bei sehr geringen optischen Leistungen in hoher Qualität rekonstruiert werden. Durch Verwendung eines weiteren spontanen parametischen Abwärtskonversionsprozesses (engl. „spontaneous parametric down-conversion“, SPDC) kann sogar ganz auf MIR-Detektoren verzichtet werden, dazu wird das MIR Photon nach der Interaktion mit der Probe auch ins VIS konvertiert [Lem14].

Bildgebung mit extremen Auflösungen in kurzwelligen Spektralbereichen: Durch Verwendung von Licht im kurzwelligen Ultraviolett- oder Röntgenbereich (XUV) mit Wellenlängen von einigen 10 nm kann die Auflösung optischer Bildgebung stark gesteigert werden. Insbesondere biologische Proben sind jedoch für Bestrahlung mit XUV-Licht ungeeignet und werden im Abbildungsprozess durch die hohe Photonenenergie zerstört. Bei Verwendung von Ghost-Imaging mit Photonenpaaren aus XUV- und VIS-Photonen kann dieser optische Schaden verhindert werden, wenn die Probe nur mit den VIS-Photonen interagiert. Das sehr hohe Auflösungsvermögen der kurzwelligen XUV-Photonen kann trotzdem genutzt werden [Li15].

Für beide Ansätze sollen durch die Forschergruppe Demonstratorexperimente realisiert werden, an denen die Anwendungsrelevanz gezeigt werden kann. Dazu müssen zunächst grundlegende theoretische Voruntersuchungen durchgeführt werden, um optimale Parameter für die Demonstratoren zu identifizieren sowie den Einfluss aller experimentellen Randbedingungen auf die  Messverfahren zu ermitteln. Weiterhin müssen zwei wichtige Basistechnologien weiterentwickelt werden. Dies sind zum einen optimierte Quellen für Photonenpaare in den adressierten Spektralbereichen sowie spezifische Ansteuer- und Auswerteelektroniken für die verwendeten Detektoren. Aufbauend auf diese Basistechnologien werden die erstellten Demonstratoren dann eine experimentelle Überprüfung aller für Anwendungen relevanten Parameter von Ghost-Imaging Systemen erlauben sowie die Abschätzung des noch notwendigen Entwicklungsaufwands für eine kommerzielle Verwertung ermöglichen.

Ansprechpartner

Prof. Jens Müller

Telefon: +49 3677 69-2606

jens.mueller@tu-ilmenau.de

 

 

Förderinformation

Projektträger: Thüringer Aufbaubank

Förderkennzeichen: 2017 FGR 0067

beteiligte Fachgebiete: Elektroniktechnologie

Laufzeit: 01.03.2018-28.02.2021

Forschergruppe MAGSENS

Laufzeit: 2018 - 2020

Ultrasensitive Magnetfeldsensorik mit resonanten magnetelektrischen MEMS

Projektinformationen

Die Detektion magnetischer Felder erlaubt die Gewinnung von Informationen in vielfältigen Anwendungsgebieten, welche von der industriellen Prozesskontrolle und zerstörungsfreien Werkstoffprüfung über Geo-Exploration bis hin zu biomedizinischen Anwendungen reichen. Einer der Hauptvorteile der Magnetfeldsensorik besteht im zerstörungsfreien Zugang zu elektrischen Kenngrößen und strukturellen Eigenschaften. Dabei ist die (ferndiagnostische) Messung schwächster magnetischer Felder von besonderem Interesse und wird in geologischen, archäologischen, material-wissenschaftlichen und biomedizinischen Anwendungen verwendet. Der Stand der Technik ist hierbei gegeben durch die Sensitivität von supraleitenden Induktionsspulen (Superconductive Quantum Interference devices, SQUIDs), welche im Bereich von 1-10 fT/Hz1/2 liegt. Diese Sensoren erfordern jedoch einen hohen kryotechnischen Aufwand zur Kühlung auf mindestens unter -196°C, um überhaupt betrieben werden zu können.  

Das Ziel der vorgeschlagenen Forschergruppe ist die Entwicklung integrierter und resonanter Mikrostrukturen auf Basis magnetoelektrischer Komposite für die Messung schwächster (z.B. bio-) magnetischer Felder bei Raumtemperatur.  Das Forschungsvorhaben umfasst daher ein grundlegendes Verständnis der design-relevanten Eigenschaften und ihrer Abhängigkeiten, die Fähigkeit der Simulation und Voraussage der Performanz, die Bereitstellung der technologischen Basis inklusive Layout, technologischer Ablauf, Einstellung und Analyse der Schicht-charakteristika (insbesondere mit Bezug auf Deposition und Nachbehandlung), sowie messtechnische Aspekte in Bezug auf Validierung des Sensorsystems. Dabei sollen neuartige Materialkombinationen aus magnetostriktivem Materialien wie Ni und TbFe2, sowie piezoelektrischen binären und ternären Nitriden wie AlN und ScAlN zum Einsatz kommen.

Ansprechpartner

Prof. Hannes Töpfer

Telefon: +49 3677 69-2630

hannes.toepfer@tu-ilmenau.de

 

 

Förderinformation

Projektträger: Thüringer Aufbaubank

Förderkennzeichen: 2017 FGR 0060

beteiligte Fachgebiete: Theoretische Elektrotechnik, Werkstoffe der Elektrotechnologie, Technische Physik I, IMMS GmbH

Laufzeit: 01.01.2018 – 31.12.2020

InQuoSens

Laufzeit: 2017 - 2022

Einrichtung und Aufbau des Thüringer Innovationszentrums für Quantenoptik und Sensorik, Teilstandort Ilmenau

Projektinformationen

InQuoSens bündelt exzellente und international sichtbare Forschungsaktivitäten der Standorte Jena (ACP) und Ilmenau (IMN) in den Schlüsseltechnologien Quantenoptik und Sensorik. Es entwickelt diese durch strategische Investitionsmaßnahmen und einen gemeinsamen Strategieprozess synergetisch weiter. InQuoSens stimmt seine wissenschaftliche Entwicklung mit Innovationsbedarfen der Thüringer produzierenden Industrie ab. Durch diese Aktivitäten entsteht ein international alleinstehendes Zentrum wissenschaftlicher Exzellenz mit einer kritischen Masse an Kompetenzen, welche die Innovationskraft der Thüringer Wirtschaft erhöht.

Ansprechpartner

Prof. Jens Müller

Telefon: +49 3677 69-2606

jens.mueller@tu-ilmenau.de

 

 

Förderinformation

Projektträger: Thüringer Aufbaubank

Förderkennzeichen: 2017 IZN 0013

beteiligte Fachgebiete: Institut für Mikro- und Nanotechnologien

Laufzeit: 01.11.2017 - 31.01.2022

EMSIG

Laufzeit: 2017 - 2020

Entwicklung eines Mikroresonators zur Erfassung von Krafteinwirkungen mittels kombinierter statischer und dynamischer Messung

Projektinformationen

Im Rahmen des Projektes soll ein fernabfragbaresn Strömungsmesssystem mit Gasarterkennung entwickelt werden.

Strömungssensoren werden in Industrie, Laboratorien, Krankenhausern und im privaten Bereich weit genutzt. ln der Anwendungen reichen von der Regelung großer Massenströme (Prozessindustrie) bis hin zu Messungen im Nanobereich (nl/min) (Biotechnologie, Pharmazie, Medizin und Automotiv). Im Wohn- und Arbeitsbereich dienen sie einer energieeffizienten Einstellung der Umgebungsbedingungen. Die Gasströmungsmessung beruht auf verschiedenen Prinzipien: Thermomassen-, Coriolis-, Schwebekörper-Durchflussmessung, Schalenkreuz- oder Flügelradanemometer, Strömungsmessung mittels Differenzdrucksensoren.

Dominierend am Markt sind thermische Flusssensoren wegen ihres weiten Messbereiches, ihrer miniaturisierten Bauform und ihrer hohen Empfindlichkeit. Nachteile sind die nichtlineare Abhängigkeit und die Beeinträchtigung durch Staub und Feuchtigkeit.

Thermische Flusssensoren sind ebenfalls sehr träge. Für die genannten Messprinzipien gilt, dass das Messsignal von der Gasart und von weiteren Umgebungsbedingungen abhängig ist. Neben den genannten Strömungssensoren wurden in den letzten Jahren verschiedene mikromechanische Strömungssensoren vorgestellt. Sie basieren auf der Erfassung der durch Strömung hervorgerufenen Kräfte (Widerstands- und Auftriebskraft) sowie der durch Wirbel induzierten Schwingungen. Die im Projekt zu nutzenden MEMS-Strukturen sollen so designt werden, dass sie sowohl in ihrem statischen als auch im dynamischen Verhalten Einflüsse der Strömung zeigen. Dazu sind sie in resonante Schwingungen zu versetzen. Resonanzamplitude und statische Verbiegung der mikromechanischen Struktur sind von der Strömungsgeschwindigkeit abhängig. Die Resonanzfrequenz dieses schwachgedämpften Systems ist hingegen vorrangig von der Dichte des strömenden Mediums abhängig. Ziel dieses Projektantrages ist es, einen mikromechanischen Strömungssensor zu entwickeln, der sowohl den Massenfluss als auch die Gasart bzw. die Gaszusammensetzung bestimmen kann und fernabfragbar ist. Die sensornahe Elektronik ist so auszulegen, dass eine drahtlos Kommunikation unterstützt wird, die einen Einsatz in gefährlichen, schwer zugänglichen Bereichen ermöglicht und die Mensch-Maschine-Interaktion verbessert.

Ansprechpartner

Prof. Ivo W. Rangelow

Telefon: +49 3677 69-3718

ivo.rangelow@tu-ilmenau.de

 

 

Förderinformation

Projektträger: Thüringer Aufbaubank

Förderkennzeichen: 2017 FE 9138

beteiligte Fachgebiete: Mikro- und Nanoelektronische Systeme

Laufzeit: 01.12.2017 - 28.02.2020

Entwicklung eines modularen High-Throughput-Analyse- und Messsystems für die hochauflösende, tropfenbasierte mikrofluidische Analytik in Life-Science und Umweltanalytik (Screen | in Drop Lines)

Laufzeit: 01.05.2017 - 31.01.2020

Entwicklung eines modularen High-Throughput-Analyse- und Messsystems für die hochauflösende, tropfenbasierte mikrofluidische Analytik in Life-Science und Umweltanalytik (Screen | in Drop Lines)

Projektinformation

Die Technik der tropfenbasierten Mikrofluidik findet zunehmend Anwendung im industriellen F&E-Bereich wie z.B.: Life-Science-Forschung (speziell Pharmaforschung und –entwicklung), Kosmetik, Lebensmittelanalytik und Umweltanalytik / Ökotoxikologie. Die ständig steigende Nachfrage nach Systemlösungen, die den industriellen Einsatzkriterien im Hinblich auf eine robuste Routineanwendung genügen, zeigt den Bedarf nach robusten Systemlösungen auf. Das hier vorgeschlagene Projekt adressiert diesen Entwicklungsbedarf und kombiniert die einzigartigen Kompetenzen der CETONI GmbH und der Technischen Universität Ilmenau zur Entwicklung robuster technischer Systeme und  zur Etablierung von Standard-Screeningprozessen auf den Instrumenten. Der breiteren Einführung  tropfenbasierter mikrofluidischer Screening-Verfahren im industriellen Bereich stehen primär die schwierige Handhabbarkeit und Robustheit der zur Verfügung stehenden Systeme entgegen.

Ansprechpartner

Prof. Michael Köhler

Telefon: +49 3677 69-3629
 michael.koehler@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: Thüringer Aufbaubank

Förderkennzeichen: 2016 FE 9016

beteiligte Fachgebiete: Physikalische Chemie/Mikroreaktionstechnik

Verbundvorhabensnummer: 2016 VF 0005

Partner:

CETONI GmbH Korbußen

Laufzeit: 01.05.2017 - 31.01.2020

Zeiss Stiftung

MetroBase

Laufzeit: 01.01.2017 - 31.12.2020

MetroBase

Projektinformationen

Das Ziel des Projektes ist im speziellen die Schaffung einer neuen metrologischen Basis, um die Forschung auf dem ausgewiesenen Gebiet der Nanopositionier- und Nanomessmaschinen auf ein qualitativ neues Level zu heben. Dazu soll die Frequenzkamm-Technologie als neue Schlüsselkomponente an der TU Ilmenau etabliert und synergetisch mit dem hohen Stand der Nanopositionier- und Nanomesstechnik verbunden werden, um somit die Forschung auf höherem Niveau nachhaltig fortführen zu können.

Ansprechpartner

Prof. Eberhard Manske

Telefon: +49 3677 69-1250 oder 69-5050

 eberhard.manske@tu-ilmenau.de

Förderinformationen

Projektträger: Carl Zeiss Stiftung

Förderkennzeichen: 0563-2.8/643/2

beteiligte Fachgebiete: Fertigungs- und Präzisionsmesstechnik, Prozessmesstechnik

Laufzeit: 01.01.2017 - 31.12.2020

PRIME

Laufzeit: 01.03.2016 - 29.02.2020

Projektgruppe „Integrierte mm-Wellen-Funktechnik“ PRIME

Projektinformationen

In der Mobilkommunikation werden gegenwärtig die internationalen Standardisie-rungsaktivitäten für die 5. Generation (5G) mit Hochdruck vorangetrieben. Der dafür vorgesehene Zeitplan reicht bis über das Jahr 2020 hinaus. Neben breitbandigen Multimedia-Zugangstechniken für Gebiete mit sehr hoher Teilnehmerdichte geht es dabei auch um die Echtzeitvernetzung technischer Syste-me u.a. mit Anwendungen in der Industrieautomatisierung (Industrie 4.0), für Te-leassistenzsysteme und kooperierende Automobile (Machine-to-Machine/M2M-, Car-to-Car/C2C-Communication). Eine Schlüsseltechnologie zur Erreichung der dafür erforderlichen hohen Echtzeitdatenraten ist die Erschließung des mm-Wellen-Frequenzbereichs bis ca. 90 GHz, da dort große Bandbreiteressourcen zur Verfü-gung stehen. Ähnliche Anforderungen gibt es in der Funksensorik. Hochauflö-sende Radarsensoren im mm-Wellenbereich finden zunehmend Anwendung in der Verkehrstelematik, Logistik, Umwelttechnik, Robotertechnik, Sicherheitstechnik und sogar in der Medizintechnik.

Gebraucht werden z.B. Antennenarrays mit vielen Elementen („massive MIMO“), die elektronisch steuerbar sein müssen. Ein anderes innovatives Architekturkonzept zur Erfassung von sehr breitbandigen, strukturierten HF-Signalen baut auf dem Prinzip des „compressive sensing“ auf. Die Implementierung derartiger Systeme bei mm-Wellen-Frequenzen und mit Bandbreiten im GHz-Bereich erfordert einen Para-digmenwechsel in der Schaltungs- und Systemtechnik. Mit herkömmlicher Technik ist eine technisch und ökonomisch sinnvolle Realisierung nicht möglich. Stattdes-sen werden hybride Systemkonzepte mit integrierter, gemischt analog/digitaler Sig-nalverarbeitung kompakte, flexibel programmierbare Funkmodule ermöglichen, die mit einem sehr geringen Energieverbrauch auskommen. Das schließt halbleiterin-tegrierte analoge Funktionskomponenten und ein hybridintegriertes Package-Design mit exzellenter HF-Performanz ein.

An der TU Ilmenau sind mit den ausgewiesenen Erfahrungen und Vorarbeiten auf den Gebieten des Mobilfunks und der ultrabreitbandigen Funksensorik sowie der Aufbau- und Verbindungstechnik hervorragende Voraussetzungen und Alleinstel-lungsmerkmale gegeben, eine international führende Position in der breitbandigen mm-Wellen-Funktechnik einzunehmen. Mit diesem Strukturvorhaben werden die vorhandenen technologie- und systemorientierten Kompetenzen in einer instituts-übergreifenden Struktur zusammengeführt. Damit werden die Voraussetzungen für einen durchgängigen Entwurf ultrabreitbandiger mm-Wellen-Funksysteme geschaf-fen, die vom Architekturdesign über den Entwurf der integrierten Schaltung bis zur Signalverarbeitung und zum Anwendungskonzept reichen und die messtechnische Evaluierung einschließen. Die Projektgruppe soll befähigt werden, miniaturisierte, hochintegrierte und funktionsagile Funkmodule als System in Package (SiP) zu realisieren und innovative Anwendungen in verschiedenen Forschungsclustern der TU Ilmenau zu erschließen.

Ansprechpartner

Prof. Reiner Thomä

Telefon: +49 3677 69-2622
 reiner.thomae@tu-ilmenau.de

Förderinformationen

Projektträger: Carl Zeiss Stiftung

Förderkennzeichen: 0563-2.8/581/2

beteiligte Fachgebiete:

FG Drahtlose Verteilersysteme / Digitaler Rundfunk (DVT)

FG Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik (HMT)

FG Elektroniktechnologie (ET)

FG Elektronische Messtechnik (EMT)

FG Theoretische Elektrotechnik (TET)

Laufzeit: 01.03.2016 - 29.02.2020

Sonstige

QuadrUMM

Laufzeit: 01.08.2018 - 31.12.2019

Materialien und Prozesse für höchsteffiziente Raumfahrtsolarzellen - QuadUMM

Projektinformationen

Materialien und Prozesse für höchsteffiziente Raumfahrtsolarzellen - MatProZell

Zusammenarbeit mit der Firma AZUR SPACE Solar Power GmbH

Ansprechpartner

Prof. Thomas Hannappel

Telefon: +49 3677 69-2566

thomas.hannappel@tu-ilmenau.de

 

 

Förderinformation

Projektträger: AZUR SPACE Solar Power GmbH

beteiligte Fachgebiete: Grundlagen

Laufzeit: 01.08.2018 - 31.12.2019