Laufende Arbeiten

– Betreuer:

Dr.-Ing. Michael Jank
Martin März (Prof. Dr.-Ing.)

– Beschreibung:

Ziel der Arbeit ist die Herstellung und Charakterisierung von resistiven Temperatur- und kapazitiven Drucksensoren für die ortsaufgelöste Messung auf flexiblen Substraten. Als Basistechnologien kommen Vakuum-Prozesstechniken und Photolithographie- sowie Ätzverfahren zum Einsatz. Für die Handhabung der flexiblen Substrate soll ein vorhandenes Konzept mit Trägerscheiben eingesetzt werden.

Nach der Definition von Zielanforderungen mit den Betreuern sollen eine Literaturrecherche zu möglichen Umsetzungen durchgeführt und Bauelementekonzepte entwickelt werden. Besonderes Augenmerk ist hier bereits auf die Auswahl der Dünnschichtmaterialien hinsichtlich Verfügbarkeit, Volumen- und Grenzflächeneigenschaften sowie Integration zu Schichtstapeln zu legen. Vorhandene messtechnische Möglichkeiten und Ausleseelektronik sollen weitgehend einbezogen werden.

Im experimentellen Teil der Arbeit sollen Sensorstrukturen entworfen, angefertigt und charakterisiert werden, wobei zunächst auf bestehende Maskensätze zurückgegriffen werden kann. Die Strukturen sind anschließend hinsichtlich Verkapselung, thermischer und mechanischer Anbindung sowie der elektrischen Funktionalität zu optimieren.

– Betreuer:
Julius Marhenke (M. Sc.)
Christian Martens (M. Sc.)
Martin März (Prof. Dr.-Ing.)

– Beschreibung:

Motivation
Die Detektion von Partikeln spielt in der Mikrofluidik eine wichtige Rolle. Häufig wird in der Mikrofluidik dabei auf die Partikeldetektion durch externe Mikroskope und Bilderarbeitung zur Analyse der Partikel zurückgegriffen. Diese Detektionsansätze sind allerdings nicht für einen portablen Einsatz umsetzbar. Diese Limitierung könnte mit elektrischen Messverfahren umgangen werden. Dabei ist besonders der Coulter-Zähler, welcher die Änderung der Leitfähigkeit aufgrund eines Partikels in einem Elektrolyten zwischen zwei Elektroden misst, von besonderem Interesse. Dies bietet die Möglichkeit einer einfachen Integration des Detektoraufbaus in ein Mikrofluidiksystem. Die Funktionsfähigkeit eines mikrofluidischen Coulter-Zählers wurde bereits in einer früheren Arbeit am LEB gezeigt. Jedoch konnte auch gezeigt werden, dass die zeitliche Auflösung des verwendeten Messaufbaus nicht ausreichend zur zuverlässigen Detektion aller Partikel im Fluid ist. Deswegen ist das Ziel dieser Arbeit die Auslegung einer Schaltung, welche zuverlässig alle Partikel beim Durchlaufen der Elektroden in vorhandenen mikrofluidischen Coulter-Zählern detektieren kann.

Ziel und Inhalt
Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine Schaltung zur Partikeldetektion in einem Coulter-Zähler auszulegen und zu charakterisieren. Dabei soll zunächst eine Literaturrecherche zu möglichen Schaltungen durchgeführt werden. Eine entsprechende Schaltung soll dann mittels Eagle ausgelegt und in LTSpice simuliert werden. Anschließend soll eine Leiterplatte entworfen, bestückt und charakterisiert werden. Zum Abschluss soll die exemplarische Detektion von Partikel gezeigt werden.

– Literaturrecherche zur Partikeldetektion in Coulter-Zählern
– Auslegung und Simulation der Schaltung
– Entwurf, Bestückung und Charakterisierung einer Leiterplatte
– Exemplarische Detektion von Partikeln in einem Coulter-Zähler