Studium
Studentische Arbeiten

Studien- und Abschlussarbeiten am IMPT

Momentan sind die untenstehenden Themen ausgeschrieben. Bei Interesse wenden Sie sich bitte mit ihrer studentischen Universitätsemailadresse an den Kontakt, der in der Ausschreibung angegeben ist.

  • Evaluation und Optimierung eines PECVD-Prozesses zur Fertigung von Isolationsschichten aus Si3N4 und SiO2

    Bachelor/Studien/Masterarbeit (6 Monate/ab sofort)

    Das Forschungsprojekt KACTUS II verfolgt das Ziel, die Atomchiptechnologie in eine neue Generation zu überführen und diese um weitere Funktionen zu ergänzen. Hierbei ist die Auswahl geeigneter Materialien und Fertigungsprozesse entscheidend, sodass ein schnelleres Schaltverhalten sowie bessere Vakuumeigenschaften erzielt werden können. Die zunehmende Funktionalisierung und Erweiterung der Integrationsdichte ermöglicht die weitere Miniaturisierung der Atomchips sowie des Gesamtaufbaus, um den Technologieeinsatz in kommerziellen Anwendungen zu ermöglichen. Für die Erweiterung der Integrationsdichte sowie zur Erhöhung der Belastbarkeit der stromführenden Strukturen der Atomchips sind entsprechende Isolationsschichten unerlässlich. Daher ist im Rahmen dieser Arbeit ein PECVD Prozess zu untersuchen und anzupassen, um die Eigenschaften der Isolationsschichten gezielt einstellen zu können. Abschließend ist der Prozess in die Fertigungskette der Atomchips zu integrieren

    Voraussetzungen:

    Selbständige, strukturierte, eigenverantwortliche Arbeitsweise; Interesse an Mikrosystemtechnik; Spaß an praktischer Tätigkeit, Bereitschaft zur Reinraumtätigkeit

    Senden Sie Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen per Mail (stud.uni-hannover.de) an Christoph Künzler.

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  • Zusammenfassung des aktuellen Forschungsstandes im Bereich der Atomchiptechnologie (Literaturrecherche)

    Bachelor/- Studienarbeit (6 Monate/ab sofort)

    Das Forschungsprojekt KACTUS II verfolgt das Ziel, die Atomchiptechnologie in eine neue Generation zu überführen und diese um weitere Funktionen zu ergänzen. Hierbei ist die Auswahl geeigneter Materialien und Fertigungsprozesse entscheidend, sodass ein schnelleres Schaltverhalten sowie bessere Vakuumeigenschaften erzielt werden können. Die zunehmende Funktionalisierung und Erweiterung der Integrationsdichte ermöglicht die weitere Miniaturisierung der Atomchips sowie des Gesamtaufbaus, um den Technologieeinsatz in kommerziellen Anwendungen zu ermöglichen.

    Mit dieser Arbeit soll der aktuelle Forschungsstand im Bereich der Atomchiptechnologie abgebildet und neue Entwicklungen aufgezeigt werden. Dabei sind sowohl die Miniaturisierungen der peripheren Aufbauten als auch die Fertigungstechnologien für Atomchips zu betrachten. Dies erfolgt auf Grundlage einer entsprechenden Literaturrecherche.

    Voraussetzungen:

    Selbständige, strukturierte, eigenverantwortliche Arbeitsweise; Sehr gute Englischkenntnisse; Spaß daran, sich wissenschaftlichen Fragestellungen theoretisch zu nähern

    Senden Sie Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen per Mail (stud.uni-hannover.de) an Christoph Künzler.

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  • Simulative Auslegung und Konstruktion eines elektromagnetischen Manipulators für Beschichtungsprozesse

    Masterarbeit (6 Monate/ab sofort)

    Zur Kennzeichnung von Bauteilen werden heutzutage Markierungsverfahren wie das Anbringen von RFID Chips, das Stanzen oder die Laserbeschriftung angewendet Diese Kennzeichnungen können entweder nur statische Daten speichern oder halten den Umgebungsbedingungen nicht stand, denen viele technische Bauteile ausgesetzt sind Einer neuartiger Ansatz ist die dynamische Speicherung von Daten direkt auf Bauteilen mit Hilfe von magnetisierbaren, thermischen Spritzschichten Hierbei erfolgt die Speicherung auf permanent magnetisierbaren Werkstoffen, ähnlich wie man sie auf dem Magnetstreifen von Kreditkarten wiederfindet Um eine hohe Stabilität der Daten zu ermöglichen, sollen über ein starkes Magnetfeld während der Schichtherstellung anisotrope Werkstoffeigenschaften erzeugt werden In dieser Masterarbeit soll daher ein zur Erzeugung des Magnetfeldes geeigneter Elektromagnet simulativ ausgelegt, konstruiert und in der Beschichtungskammer experimentell eingesetzt werden.

    Voraussetzungen:

    Selbstständige, zielorientierte Arbeitsweise; Grundlagen kenntnisse Magnetismus; Kenntnisse in Ansys Maxwell oder Comsol Multiphysics hilfreich

    Senden Sie Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen per Mail an Matthias Arndt.

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  • Herstellung und Evaluierung eines Elektrodenarrays für die Kontaktierung eines Quantenprozessors

    Bachelor/Masterarbeit (6 Monate/ab sofort)

    Ein Quantensystem besteht im Wesentlichen aus den Komponenten Quantensensor, Hochvakuumkammer, Lasersystem und Steuerelektronik. Können im Rahmen der Miniaturisierung der Vakuumkammer alle weiteren Komponenten (insb. der Quantensensor) miniaturisiert und integriert werden, dann kann das gesamte Quantensystem deutlich kompakter realisiert werden, sodass eine Anwendung auf Satelliten oder mobilen terrestrischen Applikationen möglich werden kann. In Bezug auf die Miniaturisierung des Atomchips bedarf es dabei die Entwicklung und Integration einer substituierbaren Sockelkontaktierung, die die technische Betriebsfähigkeit des Quantensensors in den experimentellen Rahmen-bedingungen wahrt.

    Voraussetzungen:

    Kreative Arbeitsweise, praktisches, zielorientiertes Denken, Konstruieren mit Solid Works, elektrotechnische Kenntnisse

    Senden Sie Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen per Mail an Leonard Diekmann.

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  • Herstellung und Evaluierung einer Halteklammerung für Quantenprozessoren

    Bachelor/Masterarbeit (6 Monate/ab sofort)

    Ein Quantensystem besteht im Wesentlichen aus den Komponenten Quantensensor, Hochvakuumkammer, Lasersystem und Steuerelektronik. Können im Rahmen der Miniaturisierung der Vakuumkammer alle weiteren Komponenten (insb. der Quantensensor) miniaturisiert und integriert werden, dann kann das gesamte Quantensystem deutlich kompakter realisiert werden, sodass eine Anwendung auf Satelliten oder mobilen terrestrischen Applikationen möglich werden kann. In Bezug auf die Miniaturisierung des Atomchips bedarf es dabei die Entwicklung und Integration einer Sockelklammerung, die die technische Betriebs-fähigkeit des Quantensensors in den experimentellen Rahmenbedingungen wahrt.

    Voraussetzungen:

    Kreative Arbeitsweise, praktisches, zielorientiertes Denken, Konstruieren mit Solid Works, elektrotechnische Kenntnisse

    Senden Sie Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen per Mail an Leonard Diekmann.

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  • Herstellung und Evaluierung eines Sockels für Quantenprozessoren

    Bachelor/Masterarbeit (6 Monate/ab sofort)

    Ein Quantensystem besteht im Wesentlichen aus den Komponenten Quantensensor, Hochvakuumkammer, Lasersystem und Steuerelektronik. Können im Rahmen der Miniaturisierung der Vakuumkammer alle weiteren Komponenten (insb. der Quantensensor) miniaturisiert und integriert werden, dann kann das gesamte Quantensystem deutlich kompakter realisiert werden, sodass eine Anwendung auf Satelliten oder mobilen terrestrischen Applikationen möglich werden kann. In Bezug auf die Miniaturisierung des Atomchips bedarf es dabei die Entwicklung und Integration einer Sockelhalterung mit Elektrodenarray, die die technische Betriebsfähigkeit des Quantensensors in den experimentellen Rahmenbedingungen wahrt.

    Voraussetzungen:

    Kreative Arbeitsweise, praktisches, zielorientiertes Denken, Konstruieren mit Solid Works, elektrotechnische Kenntnisse

    Senden Sie Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen per Mail an Leonard Diekmann.

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  • Herstellung und Evaluierung von optischen Gittern für die Materiewelleninterferometrie

    Bachelor/Masterarbeit/Studienarbeit (6 Monate/ab sofort)

    Am IMPT werden Atomchips als Bestandteil von magneto-optischen Fallen für kompakte Materiewelleninterferometrie entwickelt. Zur Nutzbarmachung dieser Technologie im Feld oder an Bord eines Satelliten soll die Miniaturisierung weiter vorangetrieben werden. Dies kann durch die Herstellung eines nanostrukturierten Beugungsgitters auf den Atomchips mittels Elektronenstrahllithografie erfolgen. Durch eine geschickte Ausnutzung von Beugungseffekten kann dadurch die Anzahl der benötigten Laser zur Kühlung reduziert werden.

    Voraussetzungen:

    Selbstständiges, eigenverantwortliches Arbeiten, Bereitschaft zur Arbeit im Reinraum, Kenntnisse im Bereich der Mikroproduktionstechnik sind von Vorteil

    Senden Sie Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen per Mail an Sascha de Wall

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  • Prozessentwicklung und Analyse von Metalinsen

    Bachelor/Masterarbeit/Studienarbeit (6 Monate/ab sofort)

    Am Institut für Mikroproduktionstechnik werden Atomchips als Bestandteil von magneto-optischen Fallen für kompakte Materiewelleninterferometer entwickelt. Zur Erweiterung des Funktionsumfanges mit optischen Komponenten bedarf es der Miniaturisierung solcher Systeme. Ein möglicher Ansatz kann der Einsatz von Metalinsen darstellen, um optische Lichtführung zu manipulieren. Metalinsen bestehen aus lichtdurchlässigen Trägermaterialien mit einer im Nanometerbereich strukturierten Oberfläche, wodurch einzelne Lichtwellen beim Durchgang verzögert werden. Die Ausbreitung der Wellenfronten hinter der Linse kann somit gezielt gesteuert werden.

    Im Rahmen dieser Abschlussarbeit sollen geeignete Materialien, Realisierungs- und Evaluierungsverfahren identifiziert werden. Im Fokus des Strukturierungsverfahrens steht dabei die Elektronenstrahllithografie.

    Voraussetzungen:

    Selbstständiges, eigenverantwortliches Arbeiten, Bereitschaft zur Arbeit im Reinraum, Kenntnisse im Bereich der Mikroproduktionstechnik sind von Vorteil

    Senden Sie Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen per Mail an Sascha de Wall

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  • Zustandsüberwachung und Prozessoptimierung miniaturisierter Ultrahochvakuumpumpen

    Bachelor/Masterarbeit (6 Monate / ab sofort)

    Die Apparatur eines Quantensensors besteht im Wesentlichen aus den Komponenten Hochvakuumkammer, Lasersystem und Steuerelektronik. Gelingt es hier, die Vakuumkammer und das notwendige Pumpsystem zu miniaturisieren, kann der gesamte Quantensensor deutlich kompakter realisiert werden, sodass eine Anwendung auf mobilen terrestrischen Applikationen möglich werden kann. Den Hauptbestandteil für die Miniaturisierung der Hochvakuumkammer stellen die am IMPT gefertigten Getter-MEMS dar, die der aktiven Aufrechterhaltung der Vakuumbedingungen dienen. Dabei gilt es dessen Getterkapazität temperatur-kompensiert zu überwachen. Zudem ist die Fertigung auf ausgewählte Substrate zu realisieren, die eine weitere Optimierung der Vakuumbedingungen ermöglichen und für die Kommerzialisierung des Systems ausschlaggebend ist.

    Voraussetzungen:

    Agierte, kreative Arbeitsweise, praktisches, zielorientiertes Denken, Konstruieren mit Solid Works, elektrotechnische Kenntnisse

    Senden Sie Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen per Mail an Leonard Diekmann.

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THEMENGEBIETE UND INITIATIVBEWERBUNGEN

Wir bieten überwiegend Themen aus den zwei Bereichen Dünnfilmtechnik und Mechanische Mikrobearbeitung und Tribologie an. Diese Bereiche sind im Folgenden etwas näher beschrieben, bei Fragen zu den Themen wenden Sie sich bitte an die angegebenen Kontakte. Haben Sie eine Idee oder interessieren Sie sich für ein bestimmtes Thema und möchten dazu eine Arbeit schreiben? Wir sind immer offen dafür, Themen mit Studenten auszuarbeiten und freuen uns über Initiativbewerbungen!

DÜNNFILMTECHNIK

Der Bereich der Dünnfiltechnik des IMPT umfasst den Entwurf und die Fertigung von Mikrosystemen/MEMS (Sensoren, Aktoren). Der den meisten dieser Systeme zugrundeliegende Effekt ist hierbei der Elektromagnetismus.

  • Entwurf

    Der Entwurf der Systeme erfolgt im Groben durch analytische und netzwerkbasierte Methoden. Der Feinentwurf wird im Anschluss daran unter Verwendung von FEM-Simulationen durchgeführt. Hierfür steht das Multiphysik-Simulationstool ANSYS® zur Verfügung, womit Simulationen z.B. in den Bereichen der Strukturmechanik und der Elektromagnetik sowie thermische und fluiddynamische Simulationen durchgeführt werden können. 

  • Aktorik

    Die am IMPT hergestellten Aktoren nutzen Magnetfelder, um Bewegungen zu erzeugen. Die Aktoren können dabei je nach Funktionsprinzip z.B. in Synchron-, (Variabel) Reluktanz- und Hybridaktoren unterschieden werden. Es werden sowohl lineare und rotierende Mikromotoren hergestellt, als auch die Nutzung dieser magnetischen Miroaktoren z.B. im Bereich der Mikrooptik, der Manipulation von magnetischen Nanopartikeln und der Implantologie untersucht.

  • Sensorik

    Neben Sensoren, die auf Basis von elektromagnetischen Prinzipien beruhen, wie z.B. Wirbelstromsensoren, Dehnungssensoren und GMR-Sensoren (ultradünn, für Hochtemperaturanwendungen) wird am IMPT im Bereich modularer Sensoren für gentelligente Anwendungen geforscht, was unter anderem auch Temperatursensoren umfasst.

  • Fertigung

    Für die Herstellung der Mikroaktoren und -sensoren wird für gewöhnlich eine Kombination aus Fotolithografie und galvanischer Abscheidung genutzt. Mittels Fotolithografie wird auf Si- oder Al2O3-Substraten eine temporäre Form aus Fotoresist erzeugt und diese durch galvanische Abscheidung mit Funktionswerkstoffen gefüllt. Als Funktionswerkstoffe werden Cu für Spulen und Zuleitungen genutzt. Für Flussführungen kommen NiFe45/55, NiFe81/19, CoFe und Ni zum Einsatz. Ferner wird das Epoxidharz SU-8™ und Polyimid als Einbettungsmaterial und Material für Membranen eingesetzt. Als Isolation werden Schichten aus Si3N4 und SiO2 verwendet, die mitels PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) hergestellt werden. Zur Strukturierung werden zusätzlich Ionenstrahlätzen und Lift-off angewendet. Die Herstellung von mechanischen Komponenten (Membranen, Biegebalken, Federstrukturen...) erfolgt durch die Kombination von Fotolithografie und Ätzprozessen. Hierfür stehen Trockenätzprozesse (z.B. DRIE, Plasma) sowie nasschemische Ätzprozesse (z.B. KOH, HF) zur Verfügung.

Studentische Arbeiten aus diesem Bereich können folgende Schwerpunkte haben:

  • Die Fertigung und Charakterisierung von Mikrosystemen
  • Die Entwicklung und Optimierung von Fertigungsprozessen
  • Schichtcharakterisierungen
  • Werkstoffuntersuchungen
© IMPT / Fischer
M. Sc. Alexander Kassner
Leitung
© IMPT / Fischer
M. Sc. Alexander Kassner
Leitung

MECHANISCHE MIKROBEARBEITUNG UND TRIBOLOGIE

  • Mechanische Mikrobearbeitung

    Im Bereich der mechanischen Mikrobearbeitung kommen unterschiedliche Verfahren zum Einsatz. Zum einen werden Trenn- und Profilschleifverfahren zum hochpräzisen Vereinzeln und Profilieren von Mikrobauteilen aus Keramik, Glas und Silizium durchgeführt. Zum anderen erfolgen Nanoschleif- und Läppprozesse zur hochpräzisen Oberflächenbearbeitung von sprödharten Materialien sowie der Erstellung von Schliffbildern. Des Weiteren werden Prozesse zur Fertigung von Oberflächen mit hoher Qualitätsgüte sowie die Planarisierung von  Waferoberflächen aus Werkstoffkombinationen durch Polieren und chemisch-mechanisches Polieren (CMP) durchgeführt.

  • Mikrotribologie

    Im Bereich der Mikrotribologie werden z.B. Verschleißuntersuchungen an einem rotatorischem Verschleißmessstand nach dem Pin-on-Disk-Verfahren für flächigen Mikrokontakt durchgeführt. Weiterhin erfolgen Untersuchungen zur Mikrohärte und E-Modul sowie der Darstellung von (Haft-)Reibung dünner Schichten mittels Nanoindentation und Ritzuntersuchungen. Eine Ermittlung von Bruchfestigkeiten von Schichten erfolgt mittels Acoustic Emission. Zusätzlich werden Analysen von Reibkräften im Mikrokontakt durchgeführ.

Studentische Arbeiten aus diesem Bereich können folgende Schwerpunkte haben:

  • Erzeugung hochgenauer Kanten und Mikroprofile
  • Optimierung eines Waferhalterwerkzeugs für chemisch-mechanisches Polieren (CMP)
  • Fügen von Mikrobauteilen mittels Löten, eutektischem und anodischem Bonden
  • Untersuchungen und Charakterisierung tribologischer Beschichtungen