Studien- und Abschlussarbeiten am IMPT

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 soll durch die Herstellung eines nanostrukturierten Beugungsgitters auf den Atomchips erfolgen. Durch eine geschickte Ausnutzung von Beugungseffekten kann die Anzahl der benötigten Laser zur Kühlung reduziert werden. Im Rahmen dieser Arbeit sollen optische Gitter lithografisch strukturiert und mikrotechnologisch übertragen werden. Durch ellipsometrische Messungen soll im
Anschluss eine simulationsunterstützte Analyse hinsichtlich geometrischer Eigenschaften erfolgen. Die generierten Daten sollen finalisierend mit Aufnahmen aus der Rasterelektronenmikroskopie verglichen werden.
- Matlab Kenntnisse von Vorteil -

Voraussetzungen sind: 

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

Senden Sie Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen per Mail (nur von ihrer Studentenemailadresse) an Sascha de Wall. 

Am Institut für Mikroproduktionstechnik werden neuartige Sensor- und Sensorfertigungstechnologien erforscht. Dehnungsmessstreifen können eine Drift (Langzeitdrift) entwickeln, wodurch sich das Ausgangssignal (Dehnung) bei konstantem Eingang (Kraft, Drehmoment) zeitlich verändert. Diese Messabweichung ist unerwünscht.

Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Verfahren zur Drifterkennung und Kennlinienkompensation entwickelt werden. Als Grundstein dient ein FE-Modell oder ein analytisches Modell eines mit Sensorik bestückten Referenzbausteils. Die Drifterkennung und Kennlinienkompensation ist softwaretechnisch zu implementieren und auf einem vorhandenen Prüfstand empirisch zu validieren.

Umfang und Fokus der Arbeit können individuell adaptiert werden. Eine Ausarbeitung als Masterarbeit mit einer entsprechend umfangreicheren Aufgabenstellung ist möglich.

Voraussetzungen sind: 

• Erfahrungen mit Matlab/Simuling und/oder Python
• Gute Kenntnisse in der Technischen Mechanik
• Erfahrungen in der Mikrocontrollerprogrammierung (wünschenswert)
• Erfahrungen im Umgang mit Beckhoff/TwinCAT (wünschenswert)

Senden Sie Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen per Mail (nur von ihrer Studentenemailadresse) an Nico Dieckmann, oder melden sie sich telefonisch. 

Für spannende und innovative Projekte im Bereich der Mikrosystemtechnik suchen wir motivierte studentische Unterstützung. Das Aufgabenspektrum umfasst alle Aspekte der Entwicklung, Fertigung und Charakterisierung von Mikrosystemen und ihrer zugehörigen Peripherie. Im Bereich der Mikrosysteme bieten sich mögliche Aufgabenfelder an, wie die Gestaltung und simulative Optimierung (2D und 3D CAD) sowie die Fertigung in Reinraum und Labor. Zusätzlich umfasst das Spektrum die Validierung dieser Mikrosysteme. Im Zusammenhang mit der Peripherie ergeben sich mögliche Aufgabenfelder in der Elektronikentwicklung, Datenaufbereitung und Auswertung. Darüber hinaus sind Sie aktiv an der Gestaltung, dem Aufbau und der Integration von Versuchsaufbauten beteiligt.

Voraussetzungen sind: 

• Interessierte, selbstständige und fähige Arbeitsweise
• Studiengänge: Maschinenbau, Nanotechnologie, Physik o.Ä.

Senden Sie Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen per Mail (nur von ihrer Studentenemailadresse) an Leonard Diekmann.

Am IMPT werden Atomchips als Bestandteil von magneto-optischen Fallen für kompakte Materiewelleninterferometrie entwickelt. Zur Erzeugung starker magnetischer Felder werden Leiterbahnen im Substrat mikrotechnologisch eingebettet. Durch den Einsatz von Silizium als Substratmaterial ist eine el. Isolierung zwischen den Leiterbahnen und dem Substrat notwendig.

In dieser Arbeit sollen Kavitäten mittels DRIE in Si erzeugt werden und anschließend mittels PECVD (SiO2, Si3N4) und ALD (Al2O3) el. Isoliert und verglichen werden. Im Anschluss erfolgen Untersuchungen, um die el. Isolationsfähigkeit zu charakterisieren. In der institutseigenen Thermoschockkammer, welche zur schnellen, zyklischen Temperaturbelastung von Proben dient, werden die hergestellten Proben finalisierend Klimatests unterzogen, um die Temperaturbeständigkeit der Beschichtungen in Bezug auf ihre Haftfestigkeit zu analysieren.

Voraussetzungen sind: 

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

Senden Sie Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen per Mail (nur von ihrer Studentenemailadresse) an Sascha de Wall.

Du bist an spannenden und innovativen Projekte im Kontext neuartiger Sensorik, der Elektronikentwicklung, Datenerfassung und künstlichen Intelligenz interessierst?

Du suchst eine Abschlussarbeit mit langfristigen Entwicklungschancen, auch in Richtung Promotion?

Dich faszinieren diese möglichen Aufgabengebiete:

Sensordatenfusion und -vorverarbeitung, Edge-Computing, Datenerfassung, Elektronikentwicklung, Datenmanagement, KI, Sensorentwicklung, Internetof- Things, Python, AWS, Data Warehouse, SQL-Datenbanken, Data Mining, Matlab® & Simulink®, ANSYS®, smarte Sensoren, Hardwareentwicklung, neue Sensorkonzepte, FPGA, Softwaresensorik, Simulation, algorithmische Optimierungsverfahren, Partikelschwarmoptimierung, Greedy-Algorithmen, digitaler Zwilling, Deep Learning, Data Science, Big Data, EAGLE, Embedded Systems

Dann melde dich bei Daniel Klaas und werde Teil eines jungen und motivierten Teams. Wir sind an einer langfristigen Zusammenarbeit interessiert und bieten dir die Möglichkeit, im Rahmen von spannenden Forschungs- und Industrieprojekten dein Wissen und deine Fähigkeiten anzuwenden und weiterzuentwickeln.

Voraussetzungen: Interessierte, selbstständige Studierende der Studiengänge Maschinenbau, Elektrotechnik, Mechatronik, Informationstechnik, (Technische) Informatik, Physik und vergleichbar

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 eine 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 sind Isolationsschichten unerlässlich. Im Rahmen dieser Arbeit ist der PECVD-Prozess zur Abscheidung von Si₃N₄ zu untersuchen. Hierfür sind die Schichteigenschaften in Abhängigkeit der Prozessparameter zu evaluieren.

Voraussetzungen sind: 

• Selbstständige, strukturierte, eigenverantwortliche Arbeitsweise
• Interesse an Mikrosystemtechnik
• Spaß an praktischer Tätigkeit, Bereitschaft zur Reinraumtätigkeit

Senden Sie Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen per Mail (nur von ihrer Studentenemailadresse) an Christoph Künzler.

Quantencomputer nutzen 2-Zustand-Quantensysteme und Quantenverschränkung anstelle herkömmlicher Bit-Zustände. Die experimentelle Grundlage der zugrundeliegenden Quan-tensysteme sind ultrakalte, geladene Atome, die im kryogenen Ultrahochvakuum mit einer magneto-optischen Falle erzeugt, kontrolliert und funktionalisiert (Verschränkung) werden. Im Zentrum des Experimentes steht dabei die reversible Kontaktierung der Technologie-plattform mit Hilfe der Quantenprozessoreinheit (QPU). Diese QPU besteht aus einem Befestigungsrahmen und einem Sockel mit integrierten, mikrotechnologischen Bauele-menten. Im Kontext der fortschreitenden Integration hin zu einem kompakten Quantensys-tem und damit Nutzbarmachung der Technologien in eine industrielle Anwendung sollen diese Bauteile weiterentwickelt und evaluiert werden.

Voraussetzungen sind: 

Interessierte, selbstständige und fähige Studierende der Studiengänge Maschinenbau, Elektrotechnik, Mechatronik, Informationstechnik, (Technische) Informatik, Physik und vergleichbar

Senden Sie Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen per Mail (nur von ihrer Studentenemailadresse) an Leonard Diekmann.

Der Sonderforschungsbereich 1368 hat das Ziel, ein grundlegendes Verständnis der Vorgänge und Mechanismen in fertigungstechnischen Prozessen unter vollständigem Ausschluss von Sauerstoff zu gewinnen. In diesem Zusammenhang sollen Werkzeug und Werkstückbeschichtungen, die in Normalatmosphäre aufgrund von Oxidation einem hohen Verschleiß unterliegen, auf ihre Einsatzfähigkeit unter XHV adäquater Atmosphäre untersucht werden. Ziel dieser Arbeit ist es diverse Beschichtungen wie SiC, SiN, TiN, DLC auf ihre Einsatzfähigkeit unter XHV adäquaten Bedingungen hinsichtlich ihrer tribologischen und mechanischen Eigenschaften zu analysieren. Dabei werden die Schichten auf ihre Verschleißbeständigkeit, Festigkeit und Diffusionsneigung untersucht. Darüber hinaus werden der Einfluss des Silans/SiO₂ sowie mögliche Einflüsse durch Wasserstoffeinlagerungen auf eventuelle Veränderungen der mechanischen Eigenschaften betrachtet.

Voraussetzungen sind: 

• Kenntnisse in Tribologie
• engagierte und kreative Arbeitsweise
• Idealerweise besuchte Lehrveranstaltungen: Mikrotechniklabor

Senden Sie Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen per Mail (nur von ihrer Studentenemailadresse) an Selina Raumel.

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. 

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.

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.

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.

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.

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.