Scientific work and thesis

Motivation

GaN ist ein vielversprechender Kandidat für die Revolutionierung der Elektronik in vielen verschiedenen Bereichen, allen voran der Hochleistungs- und Hochfrequenzelektronik. Aber auch sensorische Anwendungen können in hohem Maße von der GaN-HEMT-Technologie (High Electron Mobility Transistor) profitieren. Aufgrund des mechanisch
induzierten zweidimensionalen Elektronengases (2DEG) ist eine hohe Dehnungsempfindlichkeit gegeben. Bei geeigneter Platzierung auf Membranen kann ein Drucksensor gebaut werden, der sich durch hohe Ausgangssignale, hohe Druckempfindlichkeit und Robustheit gegenüber rauen Umgebungen auszeichnet.

Fokus der Arbeit

Mithilfe eines zuvor entwickelten Druckteststand sollen die Effekte von Druck und Spannung auf HEMT- Sensorelemente auf dünnen Membranen untersucht werden. Dazu sollen im Reinraum und Labor elektrische
Messungen an On-Wafer-Teststrukturen (PCMs) geplant, vorbereitet und durchgeführt werden. Mithilfe eines Kompaktmodells  zur Beschreibung der mechanischen und elektrischen Transistor-Eigenschaften
sollen die Messdaten analysiert und per Simulation ausgewertet werden.
Während der Arbeit sollen folgende Aufgaben wissenschaftlich untersucht und dokumentiert werden:
✓ Literaturrecherche mit Fokus auf Spannungs- und
Dehnungseffekten in GaN-HEMTs
✓ Modellierung der Teststrukturen/Sensorelemente mittels Verilog-A
✓ Elektrische Simulation der Teststrukturen
✓ Planung, Vorbereitung und Durchführung von Druckexperimenten

Bewerbung über: https://jobs.ims-chips.de

ab 01.01.2023

Motivation

Viele Analyseverfahren in der Biomedizin sind heutzutage auf hochpreisige und unflexible Spektroskopielösungen angewiesen. Die Miniaturisierung solcher Systeme (Lab-on-Chip) würde in der biomedizinischen Forschung und Lebensmittelindustrie eine kosteneffiziente Echtzeit-Sensorik vor Ort ermöglichen. Dies motiviert die Entwicklung eines neuartigen Mikro-Spektrometersystems für den Nahinfrarot (NIR)-Bereich. Am IMS wurde bereits ein spektral sensitiver Photonikchip entwickelt, welcher in einem Mikro-NIRSpektrometersystem Einsatz finden soll. Im Rahmen dieser Arbeit soll aufbauend auf vorangegangenen Arbeiten ein miniaturisiertes Messsystem zum Analysieren einer Probe durch Absorptionsspektroskopie erarbeitet und die einzelnen Komponenten realisiert und aufgebaut werden.

Aufgabenstellung

1. Literaturrecherche zu NIR Spektroskopie und damit verbundenen Messkonzepten
2. Erarbeitung und Fortführung des optischen Systemaufbaus unter der Verwendung des vorhandenen optischen Detektors
   • Realisierung einer miniaturisierten Lichtquelle
   • Realisierung der optischen Schnittstellen und Wegstrecken
   • Adaption der Probe
3. Aufbau des konzeptionierten Messaufbaus
   • Beschaffung von Bestandteilen
   • 3D Druck von Komponenten
   • Zusammenbau
4. Durchführung und Auswertung von Messungen

Bewerbung über: https://jobs.ims-chips.de

Motivation

Viele Analyseverfahren in der Biomedizin sind heutzutage auf hochpreisige und unflexible Spektroskopielösungen angewiesen. Die Miniaturisierung solcher Systeme (Lab-on-Chip) würde in der biomedizinischen Forschung und
Lebensmittelindustrie eine kosteneffiziente Echtzeit-Sensorik vor Ort ermöglichen. Dies motiviert die Entwicklung eines neuartigen Mikro- Spektrometersystems für den Nahinfrarot (NIR)-Bereich. Am IMS wurde bereits ein spektral sensitiver Photonikchip entwickelt, welcher in einem Mikro-NIR-Spektrometersystem Einsatz finden soll. Im Rahmen dieser Arbeit soll die vorhandene Steuersoftware zur Durchführung von Absorptionsmessungen erweitert werden und durch Messen repräsentativer Proben validiert werden.

Aufgabenstellung

1. Literaturrecherche zu NIR Spektroskopie und damit verbundenen Datenverarbeitungstechniken und Kalibrierverfahren
2. Erweiterung der vorhandenen Steuersoftware
• Realisierung von gepulsten Messungen
• High-speed Anwendungen
• Low power Umsetzung
3. Entwurf einer graphischen Benutzeroberfläche
• Implementierung von verschiedenen Kalibrierverfahren
• Erweiterung der Benutzeroberfläche für verschiedene analytische Anwendungen
4. Durchführung und Auswertung von Messungen

Bewerbung über: https://jobs.ims-chips.de