Offene Arbeiten
Offene Arbeiten am LEB
Neben den untenstehenden offenen Arbeiten bieten wir laufend ein breites Spektrum an Themen aus den Arbeitsgebieten des Lehrstuhls an. Anfragen richten Sie bitte an Tobias Dirnecker. Geben Sie bitte an, welche Art von studentischer Arbeit Sie suchen, welche Qualifikationen Sie besitzen und welche Arbeitsgebiete für Sie von besonderem Interesse sind.
Herstellung und Charakterisierung von ionenselektiven Elektroden (ISEs) durch Funktionalisierung von gedruckten Elektroden mit Silikonmembranen (Bachelor-/Masterarbeit)– Ansprechpartner: Dreher, Vincent (FHG-IISB, Tel. 09131 / 761-231 , E-Mail: vincent.dreher@iisb.fraunhofer.de) – Beschreibung: Eine Kernkomponente einer ISE ist die ionenselektive Membran (ISM) welche üblicherweise PVC und Weichmacher als Matrixkomponenten besitzt. Diese Matrixpolymer- und Weichmacherkombination birgt jedoch einige Problematiken: Wasseraufnahme (einhergehend mit Verlust von Membrankomponenten an die Mess- bzw. Lagerungsflüssigkeit), medizinische Bedenklichkeit (begrenzte Biokompatibilität aufgrund von Weichmachern), Langzeitstabilität und Haftung. Ionenselektive Membranen auf Basis von Silikonen bieten Chancen, diese Probleme aufgrund ihrer grundlegenden Materialeigenschaften zu lösen, wie in der Fachliteratur bereits gezeigt wurde. Um eine neue Generation der Ionensensoren am IISB zu etablieren, bedarf es der Prozessoptimierung bei der Herstellung und der Anpassung der Membranzusammensetzung für verschiedene Ziel-Ionen (z.B. Na+, K+, Cl-, NO3-) zusammen mit der Untersuchung Langzeitstabilität und Haftung, der Affinität zur Wasseraufnahme, der Impedanz der Membran sowie der Untersuchung des Detektionsbereichs, der Sensitivität und der Sensitivität der hergestellten Sensoren. Dabei sollen quantitative Vergleiche zwischen den herkömmlichen PVC-Membranen und den entwickelten Silikonmembranen angestellt werden. Weiterhin soll die Skalierbarkeit des Herstellungsprozesses durch die Verwendung eines automatischen Dispensers in Grundzügen untersucht werden. |
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Modellierung von 4H-SiC CMOS-Transistoren für sehr hohe Betriebstemperaturen (Masterarbeit)– Ansprechpartner: Rommel, Mathias (FHG-IISB, Tel. 09131 / 761-108 , E-Mail: mathias.rommel@iisb.fraunhofer.de) – Beschreibung: Das Ziel dieser Arbeit ist es, dieses Kompaktmodell für höhere Temperaturen, bis zu 500 °C, zu erweitern. Um dieses Ziel zu erreichen, wird der Kandidat spezielle Messungen an n- und p-Typ-MOSFETs mit einem bestimmten Bereich von Geometrien in Bezug auf Gate-Breite und -Länge sowie an passiven Komponenten wie Widerständen und Kondensatoren (einschließlich parasitärer Elemente) durchführen. Außerdem ist die Verwendung von SPICE-Simulatoren (Schaltungssimulatoren) erforderlich, so dass der Kandidat die Möglichkeit hat, in den in der Industrie weit verbreiteten und verwendeten Programmen wie Cadence Virtuoso und Spectre sowie Keysight IC-CAP geschult zu werden. Ein weiterer Teil der Arbeit wird die Erforschung des Einsatzes von Optimierern oder neuronalen Netzen sein, um die Extraktion von Schlüsselparametern des kompakten Modells zu beschleunigen. Je nach Erfahrung und Vorlieben des Bewerbers kann auch nur eine Auswahl der oben genannten Themen vereinbart werden. Vorkenntnisse über das grundlegende Verständnis von MOSFETs und der Halbleiterphysik sind erforderlich. Die Erfahrung mit einem SPICE-Schaltungssimulator ist von Vorteil. |
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Charakterisierung und Optimierung von Verstärkerschaltungen auf Siliciumcarbid (4H-SiC) (Masterarbeit)– Ansprechpartner: Rommel, Mathias (FHG-IISB, Tel. 09131 / 761-108 , E-Mail: mathias.rommel@iisb.fraunhofer.de) – Beschreibung: |
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Entwicklung von Ätztechniken zur anisotropen und isotropen Tiefenätzung von Siliciumkarbid (4H-SiC) (Bachelor-/Masterarbeit)– Ansprechpartner: Rommel, Mathias (FHG-IISB, Tel. 09131 / 761-108 , E-Mail: mathias.rommel@iisb.fraunhofer.de) – Beschreibung: Im Rahmen dieser Arbeit soll dazu konkret untersucht werden, mit welchen Ätztechniken und -Prozessen Strukturen für mikromechanische Komponenten aus Siliciumkarbid (SiC), genauer 4H-SiC, hergestellt werden können. Besonderer Fokus liegt dabei sowohl auf den zu erzielenden Ätzraten als auch auf die jeweils erreichbaren Geometrien: Ziele sind hier auf der einen Seite grundsätzlich hohe Ätzraten für den notwendigen Volumenabtrag, auf der anderen Seite aber auch eine gezielte Formgebung mittels anisotropem oder isotropem Materialabtrag, bei jeweils möglichst hoher Homogenität über die zu strukturierenden Wafer. Beide Anforderungen stellen große Herausforderungen an die üblicherweise am LEB/IISB eingesetzten Ätzprozesse dar. Neben einer umfassenden Literaturrecherche zur Strukturierung von 4H-SiC und der Bewertung der jeweiligen Ansätze für die Anwendung am LEB/IISB liegt der Schwerpunkt auf der experimentellen Planung und Durchführung von Strukturierungsprozessen an entsprechenden 4H-SiC-Wafern mit dem Ziel der Optimierung derselben. Die entsprechenden Arbeiten werden im Reinraum der Universität stattfinden, konkret vor allem an Anlagen zum reaktiven Ionenätzen (RIE). Abschließend soll eine Bewertung inklusive Potenzialabschätzung bzgl. einer produktnahen Realisierbarkeit von mikromechanischen Bauelementen aus 4H-SiC mit den am LEB/IISB zur Verfügung stehenden Strukturierungsverfahren erfolgen. |
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