STUDENTENANGEBOTE 2014

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1 STUDENTENANGEBOTE 2014

2 Herausgeber IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH (IMMS GmbH) Ehrenbergstr. 27 D Ilmenau Telefon: Oktober

3 Inhaltsverzeichnis 8 IMMS - Das Institut im Profil 8 Nachwuchsförderung am IMMS 10 Interessante Tätigkeitsfelder für Studenten 10 Ihre Ansprechpartner Untersuchen der Fähigkeiten von Labview in Hinsicht auf verteiltes Rechnen und Remotezugriff Erarbeitung eines Konzepts zur Ablaufoptimierung des Wafersteppings bei paralleler Messung mehrerer Dies Konzeption und Aufbau eines Referenzfrequenznormals zur Synchronisierung von Messgeräten Erarbeitung eines Programms zur Ansteuerung und Auswertung eines Messplatzes für niederfrequente Rauschmessungen (1/f-Rauschen) Konzeption und Implementierung eines Datenkonverters von Simulationsdaten aus dem Schaltkreisdesign im VCD-Format in das Format der modularen Tester des IMMS Ansteuerung eines Cascade PA200 Waferprobers durch die Vibrometer Software der Firma Polytec 12 Themenbereich Mikroelektronik Recherche zu AVT/Materialien bei Betriebstemperaturen >200 C Recherche zu Alterungseffekten in Bauelementen und ASICs bei >200 C Recherche/Planung einer Messstrategie für Langzeit-/Alterungsuntersuchungen BE-Simulation zu Alterungseffekten in integrierten Schaltkreisen/ Einzelbauelementen BE-Simulation zur Auswahl geeigneter PAD-/AVT-Materialien Alterungsuntersuchungen an BE/Schaltkreisen Erstellen einer grafischen Oberfläche für IC-Entwicklungsumgebungen Aufbereitung und Einfügen von analogen Schaltungsblöcken in die Schaltungsbibliothek des IMMS Development of a flexible and configurable verification architecture for SPI/I2C Investigation and implementation of ESD-protection techniques for RFICs Entwurf einer FPGA-basierten Messumgebung für Smart-Sensor-Systeme Entwurf von Ultra-Low-Power Schaltungskomponenten für bioanalytische und biomedizinische Anwendungen Bioanalytische Charakterisierungen von integrierten ionenempfindlichen Sensoren 21 Themenbereich Industrielle Elektronik und Messtechnik Entwurf von HF-Komponenten Parameterextraktion an Bipolar- und MOS-Transistoren Programmierung von Deembedding-Verfahren für die HF-Charakterisierung Anwendungsspezifische Konfigurationen von PXI Testplattformen zur Qualitätssicherung in der Halbleiterindustrie Charakterisierung und Test von embedded Memories auf PXI-Testplattformen 27 Themenbereich Mechatronik Untersuchungen und Weiterentwicklung von Linearantrieben Untersuchung der Positioniergenauigkeit eines planaren Direktantriebs mit verschiedenen Messverfahren Konzipierung, Entwurf und Aufbau von mehrachsigen Mikro- und Nanopositionierantrieben für kleine Bewegungsbereiche Präzisions-Hub-Tisch zur Proben-/Werkstückpositionierung Untersuchung des Schwingungsverhaltens von Mehrkoordinatenantriebssystemen in Abhängigkeit von den Aufstellbedingungen Modellierung mechanischer Komponenten von Präzisionsantriebssystemen Test und Weiterentwicklung von Direktantrieben mittels Simulation Entwicklung einer grafischen Nutzeroberfläche zur Antriebssteuerung Entwurf und Aufbau eines Messstandes zur Vermessung und Kalibrierung von Flächenmaßverkörperungen Theoretische und praktische Untersuchungen zur Anwendung von Klebstoffen für Präzisionspositioniersysteme Design, Simulation und Messung von MEMS-Teststrukturen Weiterentwicklung einer GUI zur Parameteridentifikation von MEMS Konzeption und Implementierung eines automatisierten MEMS-Messplatzes Untersuchungen von Antriebskomponenten im Vakuum Entwurf und Simulation von mikrosystemtechnischen Energiewandler- Systemen Konstruktion und Aufbau eines elektromagnetischen Energiewandlers Untersuchungen zu implantierbaren Energiewandlern (Energy Harvestern) Entwurf und Aufbau einer Vakuum-Messkammer für ein vibrometrisches Messsystem 5

4 40 Themenbereich System Design Synchronisation in drahtlosen Sensornetzwerken Sicherheit in drahtlosen Sensornetzwerken Modellbasierter Entwurf von Echtzeitsystemen auf Basis der RT-Preempt-Patches unter Linux Untersuchungen zum Verhalten eingebetteter Plattformen beim Zugriff auf SD/SDHC-Speicherkarten Evaluierung des IEDA1-Simulators Vergleichende Untersuchungen von Betriebssystemen für drahtlose Sensornetzwerke Grafisch gestützte Schnittstellenkonfiguration für Embedded CPUs mit automatischer Codegenerierung Optimierung eines mehrstufigen Bootvorganges von eingebetteten Linux-Systemen Untersuchung zur Sicherheit und Performance in drahtlosen Mesh-Netzwerken Bewertung und Optimierung mobiler/energieautarker Systeme mittels eines modularen Testsystems und LabVIEW Bootzeitoptimierung eines eingebetteten Android-Systems Unit-Tests für Firmware von Funksensorknoten IT-Systeme Das IMMS verbindet IT und reale Welt: Steuerungen, Regelungen Systemintegration Aktorsysteme Reale Welt (physikalische Prozesse) Signalverarbeitung, Bewertung Sensorsysteme Kommunikation 51 Bereich Marketing/PR Studentische Hilfskraft für Marketing und PR 52 Anfahrt 6 7

5 IMMS - Das Institut im Profil Das IMMS stellt als strategischer Partner kleinen und mittleren Unternehmen anwendungsorientierte Vorlaufforschung für die Entwicklung von Erzeugnissen der Mikroelektronik, Systemtechnik und Mechatronik zur Verfügung. Das Institut entwickelt hochpräzise und energieeffiziente Gesamtlösungen für Medizintechnik und Life Science, Automatisierungs-, Umwelt- und Verkehrstechnik sowie die Halbleiterfertigung. Darüber hinaus liefert es Beiträge zu den branchenübergreifenden Basistechnologien Kommunikationstechnik, Mess-, Steuer- und Regelungstechnik sowie Mikro- und Nanotechnologien. Das IMMS verschafft seinen Partnern einen Vorsprung im Wettbewerb, indem es die Lücke zwischen wissenschaftlichem Forschungsergebnis und Produkt schließt, die nicht selten fünf bis zehn Jahre ausmacht. Das Institut schlägt so eine Brücke zwischen Wissenschaft und Wirtschaft. Diese festigt das IMMS durch enge Kooperationen mit der Technischen Universität Ilmenau und mit Industriepartnern, durch das Engagement in Netzwerken und Kompetenzclustern sowie durch konsequente Nachwuchsförderung. Unter dem Leitgedanken Wir verbinden die IT mit der realen Welt entwickelt und realisiert das IMMS Sensor- und Aktorsysteme, Signalverarbeitungs-, Steuerungs- und Regelungssysteme und übernimmt die Systemintegration sowie die Anbindung zur Informationsverarbeitung und Umgebung. Das Institut entwickelt und optimiert die einzelnen Systemkomponenten, Baugruppen und Schaltungen sowie die Kommunikation zwischen allen Systemelementen und zwischen System und Umwelt. In dem 1995 als An-Institut der TU Ilmenau gegründeten gemeinnützigen Unternehmen mit Hauptsitz in Ilmenau und Institutsteil in Erfurt arbeiten derzeit 90 Mitarbeiter. Nachwuchsförderung am IMMS Wissenschaftlicher Nachwuchs hat am IMMS höchste Priorität. Auch 2014 haben sich die For- Yulia Lapteva beim Test drahtloser Sensornetzwerke im Fahrzeugumfeld für die Bearbeitung ihrer am IMMS betreuten Masterarbeit. Foto: IMMS. Standard in den Bereichen Entwurfsunterstützung und Labortechnik für elektronische und mechatronische Systeme, die für die Forschungsarbeiten und die dafür im Vorfeld notwendigen Qualifizierungsmaßnahmen bereit gestellt werden. Der hohe Anteil von Studenten der TU Ilmenau zeigt, dass die intensiven Bemühungen im Bereich der Grundlagenausbildung Früchte tragen. So finden hochmotivierte Studenten mit hervorragenden Leistungen den Weg ans IMMS, was uns besonders freut. Um den wissenschaftlichen Nachwuchs zu fördern und zu fordern, findet unter anderem ein regelmäßiges Scientific Seminar statt. Dort stellen Studenten und Promovenden ihre Arbeiten und Probleme vor, die dann intensiv diskutiert werden. Der dadurch initiierte, rege inhaltliche Austausch geht über die fachlichen Grenzen der eigenen Arbeitsgebiete hinaus und fördert so neue Verknüpfungen und Ideen. scher des Instituts hier stark engagiert und vor allem Studenten gefördert. Doch auch Schüler 8 erhielten bei Events und Praktika Einblicke in die Arbeiten des IMMS oder wurden von den Wissenschaftlern bei Facharbeiten betreut. Am Institut wird vor allem den Studenten der TU Ilmenau, Raiko Pevgonen, M.Sc. 9 aber auch anderer Hochschulen aus dem In- und Ausland, theoretisch fundiertes Methodenwissen vermittelt und dieses frühzeitig mit der praktischen Umsetzung in Anwendungen verknüpft. Angehende Ingenieure der Fachrichtungen Biomedizintechnik, Elektrotechnik, Fahrzeugtechnik, Ingenieur-Informatik, Maschinenbau, Mathematik, Mechatronik und Physik können am IMMS attraktive wissenschaftliche Aufgabenstellungen bearbeiten und werden individuell betreut. Zudem bietet das Institut Trainingskurse und Firmenbesichtigungen an arbeiteten insgesamt 17 Studenten als Praktikanten oder studentische Hilfskräfte am IMMS oder sie schrieben hier ihre Bachelor-, Master- oder Diplomarbeiten. Für den Nachwuchs bietet die Vernetzung des Instituts mit der Industrie die Chance auf praxisnahe Themen und ergebnisorientiertes Arbeiten. Das IMMS verfügt über eine international wettbewerbsfähige Infrastruktur nach industriellem Nach einem Jahr Erasmus-Studium an der Hochschule Furtwangen im Studiengang Microsystems Engineering und dem Bachelor an der Technischen Universität Tallinn, Estland, suchte ich nach einem praxisnahen Thema für meine Masterarbeit, mit dem ich mich auf Neuland begeben und das mich wieder nach Deutschland führen konnte. Bei meiner Recherche stieß ich schnell auf das IMMS. Hier wurde ich Mitglied des Forscherteams, das zu dieser Zeit im Projekt KOMPASSION an neuen mikroelektronischen Lösungen arbeitete, um adaptive Gruppenantennen zur störungsfreien Satellitennavigation kompakter zu gestalten und so für mobile Anwendungen nutzbar zu machen. Ich bin stolz, dass meine Masterarbeit Design of a Mixer for a GPS/Galileo Receiver ein Teil dieses 2013

6 sehr erfolgreich abgeschlossen Projekts ist. In dem in KOMPASSION entwickelten ASIC steckt eine Mischerschaltung zur Frequenzumsetzung des Satellitensignals, die ich entworfen habe. Und das, obwohl ich zu Beginn der Arbeit kaum Erfahrung mit Hochfrequenzschaltungstechnik hatte. Mir wurde genug Raum gegeben, um in dieses Thema einzutauchen was natürlich viel Arbeit bedeutete und eigene Ideen zu entwickeln. Gleichzeitig wurde ich an die Hand genommen, um all die Anforderungen des Schaltungsentwurfs und die Termine zu erfüllen. Das war eine spannende Zeit, in der ich viel gelernt habe. Nachdem ich bei der Alpha Microelectronics GmbH in Frankfurt/Oder als Design-Ingenieur Erfahrungen gesammelt hatte, ergriff ich 2013 die Chance, ans IMMS zurückzukehren. Das Institut suchte Verstärkung für den Entwurf von integrierter Sensorik und Aktorik für genau das Thema, das ich in Furtwangen vertieft hatte. Mittlerweile arbeite ich im Projekt MEMS2015, in dem eine kohärente Entwurfsmethodik für mikroelektronische und mikromechanische Komponenten entwickelt wird. Momentan bin ich in diesem Projekt am Entwurf eines Cantilever-Frontends beteiligt und arbeite an der Auswerteelektronik für einen Beschleunigungssensor. Wie von Anfang an macht mir die Suche nach neuen Lösungen und die Möglichkeit, den Stand der Technik weiterdrehen zu können, unheimlich viel Spaß. Darüber hinaus kommen mir die flexiblen Arbeitszeiten entgegen, mit denen ich in kreativen Phasen produktiv sein kann. Nicht zuletzt fühle ich mich wie schon als Student gut aufgehoben in einem Umfeld, in dem man unabhängig von Hierarchien gemeinsam Ideen voranbringt und in dem schon einige Kollegen zu Freunden geworden sind. Themenbereich Mikroelektronik Dipl.-Ing. Holger Pleß Telefon: +49 (361) Themenbereich Mechatronik Dr.-Ing. Christoph Schäffel Telefon: +49 (3677) Bereich Marketing/PR Dipl.-Hdl. Dipl.-Des. Beate Hövelmans Telefon: +49 (3677) Initiativbewerbungen sind zu richten an: Personalabteilung Jutta Wiegel Telefon: +49 (3677) Fax: +49 (3677) Themenbereich System Design Dr.-Ing. Tino Hutschenreuther Telefon: +49 (3677) Themenbereich Industrielle Elektronik und Messtechnik Dr.-Ing. Klaus Förster Telefon: +49 (3677) Interessante Tätigkeitsfelder für Studenten Wir bieten für alle Studenten der Studiengänge Elektrotechnik, Mechatronik, Ingenieur-Informatik, Biomedizinische Technik, Fahrzeugtechnik, Physik und Mathematik industrierelevante Projektarbeit, wissenschaftliche Aufgabenstellungen, praktische Umsetzung und Anwendung von theoretischen Kenntnissen und Kontinuität in der Betreuung. Entdecken Sie die vielfältigen Möglichkeiten der fachlichen Qualifizierung am IMMS als wissenschaftliche Hilfskraft, als Praktikant, mit Bachelor- oder Masterarbeiten. Wir freuen uns auf ihre Bewerbung, gerne auch per Ihre Ansprechpartner Die Bewerbungsunterlagen mit Lebenslauf, Zeugnis und Lichtbild senden Sie bitte an die für das Thema genannte Kontaktperson: IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH (IMMS GmbH) Kontaktperson Ehrenbergstr. 27 D Ilmenau

7 Themenbereich Mikroelektronik 1. Recherche zu AVT/Materialien bei Betriebstemperaturen >200 C Recherche und Zusammenstellung zum Alterungsverhalten elektronischer Bauelemente Aufbereitung der Informationen für die TCAD Interconnect-Simulation Kontakt: Dipl.-Ing. Holger Pleß Aufbau und Wirkungsweise elektronischer Bauelemente Im Rahmen eines Förderprojektes sollen integrierte Schaltkreise für den Betriebstemperaturbe- Fortgeschrittene Kenntnisse in Werkstoffwissenschaft, Halbleiterphysik und Halbleiter- reich oberhalb von 200 C entworfen und charakterisiert werden. Hierzu werden in der Aufbau- technologie und Verbindungstechnik neue Materialkombinationen zur Verbindung des Chips im Gehäuse benötigt. Während des Praktikums soll eine Recherche zu entsprechenden Materialien durchgeführt und dokumentiert werden. Praktikum Einarbeitung in die AVT bei hohen Temperaturen >200 C 16 Wochen Recherche und Zusammenstellung von materialwissenschaftlichen Parametern Aufbereitung der Daten für die TCAD Interconnect-Simulation 3. Recherche/Planung einer Messstrategie für Langzeit-/Alterungsuntersuchungen Aufbau und Wirkungsweise elektronischer Bauelemente Fortgeschrittene Kenntnisse in Werkstoffwissenschaft, Halbleiterphysik und Halbleitertechnologie Kontakt: Dipl.-Ing. Holger Pleß Im Rahmen eines Förderprojektes sollen integrierte Schaltkreise für den Betriebstemperaturbereich oberhalb von 200 C entworfen und charakterisiert werden. Dies beinhaltet auch die Langzeituntersuchung bei Alterungseffekten bei Betriebstemperatur. Während des Praktikums soll eine Recherche zu Vorgehensweisen zu Alterungsuntersuchungen sowohl an Einzelbauelementen als auch an Schaltkreisen durchgeführt und dokumentiert werden. Praktikum Recherche zu Alterungstest bei hohen Temperaturen >200 C Wochen 2. Recherche zu Alterungseffekten in Bauelementen und ASICs bei >200 C Kontakt: Dipl.-Ing. Holger Pleß Im Rahmen eines Förderprojektes sollen integrierte Schaltkreise für den Betriebstemperaturbereich oberhalb von 200 C entworfen und charakterisiert werden. In diesem Betriebstemperaturbereich ist mit Beeinträchtigungen und Ausfall von Bauelemente- und Schaltkreisfunktion zu rech- Dokumentation der Ergebnisse Grundkenntnisse in der Messtechnik Grundlagen der Elektronik Praktikum 13 nen. Während des Praktikums soll eine Recherche zum Verhalten dieser Elemente im erweiterten Temperaturbereich besonders im dauerhaften Einsatz durchgeführt und dokumentiert werden. 16 Wochen Einarbeitung in die Alterungseffekte bei hohen Temperaturen >200 C

8 4. BE-Simulation zu Alterungseffekten in integrierten Schaltkreisen/ Einzelbauelementen Aufbau und Wirkungsweise elektronischer Bauelemente Kontakt: Dipl.-Ing. Holger Pleß Aufbauend auf den Ergebnissen einer entsprechenden Recherche sollen Alterungseffekte in Fortgeschrittene Kenntnisse in Werkstoffwissenschaft, Halbleiterphysik und Halbleitertechnologie integrierten Schaltkreisen und Einzelbauelementen mit Hilfe von halbleiterphysikalischen Simulationen untersucht werden. Bachelor-Arbeit Einarbeitung in die TCAD Interconnect-Simulation Erarbeitung einer geeigneten BE-Simulationsstruktur TCAD Interconnect-Simulation und thermo-elektro-mechanische Analyse 3 Monate 6. Alterungsuntersuchungen an BE/Schaltkreisen Vorrausgesetzte Kenntnisse Kontakt: Dipl.-Ing. Holger Pleß Aufbau und Wirkungsweise elektronischer Bauelemente Aufbauend auf den Ergebnissen einer entsprechenden Recherche sollen Alterungsuntersuchungen (Langzeittest) an Bauelementen und/oder Schaltkreisen durchgeführt und ausgewertet Fortgeschrittene Kenntnisse in Werkstoffwissenschaft, Halbleiterphysik und Halbleiter- werden. technologie Grundlegende Kenntnisse im Umgang von BE-Simulationswerkzeugen Einarbeitung in IC-CAP (Integrated Circuit Characterization and Analysis Program) und/oder LabVIEW Bachelor-Arbeit Programmierung der Messabläufe 14 3 Monate 5. BE-Simulation zur Auswahl geeigneter PAD-/AVT-Materialien Auswertung der Messdaten Dokumentation der Ergebnisse Grundkenntnisse in Messtechnik und Programmierung 15 Kontakt: Dipl.-Ing. Holger Pleß Grundlagen Elektronik Aufbauend auf den Ergebnissen einer entsprechenden Recherche sollen Alterungseffekte in der Aufbau- und Verbindungstechnik, besonders in Bezug auf Materialkombinationen, mit Hilfe von halbleiterphysikalischen bzw. Interconnect-Simulationen untersucht werden Einarbeitung in die TCAD Interconnect-Simulation Bachelor-Arbeit 3 Monate Erarbeitung einer geeigneten PAD-/AVT-Simulationsstruktur TCAD Interconnect-Simulation und thermo-elektro-mechanische Analyse

9 7. Erstellen einer grafischen Oberfläche für IC-Entwicklungsumgebungen Designern übernommen und für die Integration in die Schaltungsdatenbank aufbereitet werden. Kontakt: Dipl.-Ing. Holger Pleß Dabei sind auch die zur Schaltungscharakterisierung wichtigen Informationen zu erfassen. Für die am Institut entwickelten»eda-tools«zur Konfiguration von Entwicklungsumgebungen für den Entwurf integrierter Schaltungen soll ein graphisches User-Interface (GUI) erstellt werden. Besonderer Wert ist dabei auf Portabilität (Unix/Linux) und Ressourcen-Schonung zu legen. Mögliche Lösungen in Tcl/Tk, Perl/Tk, Java, Qt werden dabei untersucht und (mindestens) eine davon wird umgesetzt. Auswahl wichtiger Schaltungsblöcke Einteilung in Schaltungsklassen Aufbereitung der Daten für die Bibliothek Einfügen der Blöcke Erstellung einer Software-Spezifikation für das GUI: Look & Feel, Funktion, nicht-funktionale Randbedingungen Identifikation einer geeigneten Entwicklungsplattform (Tcl/Tk, Perl/Tk, Java, Qt) Implementierung des GUI auf der Basis der ausgewählten Plattform Grundkenntnisse in analoger Schaltungstechnik Grundkenntnisse von Web-Techniken Grundkenntnisse Linux Erfahrungen mit der IC-Entwurfssoftware Cadence sind von Vorteil Grundkenntnisse Unix/Linux Anwendung von Programmier-/Skriptsprachen (Tcl, Perl, Java, C/C++, ksh) Wünschenswert Erfahrung mit GUI-Programmierung unter Unix/Linux 3-6 Monate 9. Development of a flexible and configurable verification architecture for SPI/I2C Contact: Dipl.-Ing. Holger Pleß SPI and I2C are the most commonly used serial protocols for communications between ICs for low/medium data transfer speed with on-board peripherals. To verify the correct function of the communication between the IC and the external interface, designers often spend valuable time Aufbereitung und Einfügen von analogen Schaltungsblöcken in die Schaltungsbibliothek des IMMS in developing a manual testbench. In this task, the student will design a highly flexible and configurable verification environment for SPI and I2C which can be easily integrated into any SOC environment involving these protocols. The testbench architecture should perform key protocol 17 Kontakt: Dipl.-Ing. Holger Pleß checks and reports error for non-compliance with the standard and functionality. Beim Entwurf integrierter analoger Schaltungen werden bestimmte Schaltungsblöcke wie Operationsverstärker oder Referenzspannungsquellen immer wieder benötigt. Um einen ständigen Neuentwurf dieser Schaltungen zu vermeiden, sollen diese möglichst häufig aus früheren Entwürfen wieder verwendet werden. Dazu sollen bewährte Schaltungen in einer am IMMS entwickelten Schaltungsdatenbank gesammelt und über ein Web-Interface allen Designern zur Verfügung gestellt werden. Um eine hohe Qualität zu sichern, ist eine ständige Pflege dieser Bibliothek notwendig. Im Rah- Tasks Investigate on SPI/I2C protocol and become familiar with all modes of operation Familiarize Universal Verification Methodology (UVM) and develop the verification architecture Implement the designed testbench architecture for any of the existing SPI/I2C designs Prerequisites men dieser Arbeit sollen für die Wiederverwendung geeignete analoge Schaltungsblöcke von Knowledge of hardware description languages (Verilog/VHDL)

10 Object-oriented programming skills e and Period Desirable experience Master s thesis (6 months) Digital design simulation with Cadence tools or Modelsim Basic understanding of UVM-based verification methodology e and Period Internship (3 months) 11. Entwurf einer FPGA-basierten Messumgebung für Smart-Sensor-Systeme Kontakt: Dipl.-Ing. Holger Pleß Im Rahmen eines Förderprojektes soll eine Messumgebung zur Charakterisierung eines Smart- Sensor-Systems entworfen werden. Die Messumgebung soll auf FPGA-Plattform entwickelt wer- 10. Investigation and implementation of ESD-protection techniques for RFICs den, um das Smart-Sensor-System automatisiert zu testen. Während des Praktikums ist es darüber hinaus erforderlich, die FPGA-basierte Steuerung einschließlich unterschiedlicher Kom- Contact: Dipl.-Ing. Holger Pleß munikationsschnittstellen als einen voll-synthetisierbaren digitalen Entwurf zu gestalten. RFICs for GNSS applications, e.g. GPS/Galileo, need to be designed with respect to low-noise, especially at the RF inputs of the frontends. However, the entire IC needs to be protected against ESD, which might occur during handling and damage the internal circuitry. To achieve high ESD robustness while maintaining low-noise performance within a RF-pad cell is a challenging design task. In this thesis, the student will design ESD-protected RF-pad cells with low-loss/low-noise performance for a GPS/Galileo receiver frontend in UMC s technology L180. Entwurf eines I2C Masters Entwurf eines Encoders/Decoders für einen RFID Reader Chip Entwurf einer Poly-Fuse-Steuerung Konzept und Entwurf zur Messdatenspeicherung Tasks Conduct a literature survey on ESD-protection techniques Investigate implementation options for ESD-protection techniques in standard CMOS processes Grundkenntnisse in Unix/Linux Grundkenntnisse in Programmier-/Skriptsprachen (Tcl, Perl, C/C++, ksh) Grundlagen in der digitalen Schaltungstechnik Analyze existent ESD-protected pads and compare the measured performances with the ex- 18 pected performances from the survey or theory Design (schematic and layout) ESD-protected RF-pad cells within the Cadence Virtuoso environment 19 Prepare a datasheet of the designed pad cells Praktikum (16 Wochen) Prerequisites B.Sc. degree in microelectronics or a related field 12. Entwurf von Ultra-Low-Power Schaltungskomponenten für bioanalytische und biomedizinische Anwendungen Basic knowledge of CMOS analog and RF integrated circuit design and layout Basic knowledge of CMOS manufacturing processes Highly motivated and self-initiated working style Desirable experience Kontakt: Dipl.-Ing. Holger Pleß Im Rahmen eines Förderprojektes sollen Schaltungskomponenten für den Betrieb von integrierten Ultra-Low-Power Schaltungen auch im Deep-Subthreshold Bereich entworfen werden. Die Erfassung von Signalen sensitiver biologischer Strukturen mit geringer Signalstärke erfordert Analog IC design with Cadence Virtuoso Basic understanding of ESD präzise und energiesparsame Sensorik. Für die EDA-gestützte Entwicklung dieser Sensorik sind exakte Modelle Grundvoraussetzung, um die Funktionalität der verwendeten Schaltungskom-

11 ponenten per Simulation zu verifizieren. Hierfür sollen im Praktikum Teststrukturen entworfen werden, die für die Extraktion von realen Modellparametern im Anwendungsbereich dieser Schaltungskomponenten nötig sind. Aufbau und Wirkungsweise elektronischer Bauelemente Grundkenntnisse in Werkstoffwissenschaft, Halbleiterphysik und Halbleitertechnologie Einarbeitung in bestehende Konzepte zur Modellierung von Ultra-Low-Power Schaltungskomponenten Extraktion ihrer Modellparameter für EDA-gestützte Entwicklungsumgebungen Entwurf von Teststrukturen zur Extraktion von Modellparametern für Schaltungskomponenten Praktikum (16 Wochen) im vorgesehenen Anwendungsbereich Themenbereich Industrielle Elektronik und Messtechnik Aufbau und Wirkungsweise elektronischer Bauelemente Grundkenntnisse in Werkstoffwissenschaft, Halbleiterphysik und Halbleitertechnologie Praktikum Option zur messtechnischen Charakterisierung der entworfenen Strukturen sowie zur Parameterextraktion und Einbindung in entsprechende Modellkarten (Bachelor-/Masterarbeit) mindestens 16 Wochen 13. Bioanalytische Charakterisierungen von integrierten ionenempfindlichen Sensoren 14. Entwurf von HF-Komponenten Kontakt: Dr.-Ing. Klaus Förster Für Kommunikationssysteme sind verschiedene Komponenten (Filter, Verstärker, Mischer, SDR- Empfänger u.ä.) zu simulieren, zu entwerfen, zu optimieren, aufzubauen und messtechnisch zu charakterisieren. Grundkenntnisse der HF-Technik 20 Kontakt: Dipl.-Ing. Holger Pleß Im Rahmen eines Förderprojektes sollen ionenempfindliche Sensoren charakterisiert werden. Die Ionenempfindlichkeit und -spezifität der Sensoren sollen in verschiedenen Betriebskonfigurationen auch im Deep-Subthreshold Bereich getestet werden. Zunächst wird der Schwerpunkt auf die Empfindlichkeitsmessungen von Wasserstoff-Ionen und das Testen der Langzeitstabilität der Sensoren gesetzt. Das Ziel des Praktikums ist die Parameterbestimmung von integrierten Ionensensoren, die im Bereich Biotechnologie eingesetzt werden sollen. Einarbeitung in das Thema von integrierten Ionensensoren (ISFET) Erarbeitung eines Versuchsplans für elektrische und chemische Charakterisierungsmessungen 15. Parameterextraktion an Bipolar- und MOS-Transistoren Kontakt: Dr.-Ing. Klaus Förster Mit dem Programm IC-CAP sind die DC- und die HF-Parameter unterschiedlicher Halbleiterbauelemente zu messen und die SPICE-Parameter zu extrahieren. In Abhängigkeit von den Messergebnissen sind die verwendeten Bauelementemodelle zu modifizieren und neue Mess- und Extraktionsverfahren zu entwickeln (MACRO-Programmierung unter ICCAP). 21 Test und Charakterisierung der vorhandenen integrierten Ionensensoren, sowie Datenauswertung

12 Kenntnisse von Aufbau und Wirkungsweise elektronischer Bauelemente Kenntnisse der elektrischen Messtechnik an Halbleiterbauelementen Erfahrungen mit der Netzwerksimulation (SPICE, PSPICE) 18. Charakterisierung und Test von embedded Memories auf PXI-Testplattformen Kontakt: Dr.-Ing. Klaus Förster Für Charakterisierung und Test von eingebetteten Memories in integrierten Schaltungen soll eine Softwarebibliothek entstehen, die die Prüffolgen der Memory-Architektur automatisch anpasst Programmierung von Deembedding-Verfahren für die HF-Charakterisierung Kontakt: Dr.-Ing. Klaus Förster Auf Grundlage bestehender Verfahren sollen neuartige Methoden zur Berechnung der inneren HF- Eigenschaften von verlustbehafteten komplexen Halbleiterstrukturen programmiert und erprobt werden. Programmiererfahrung Grundkenntnisse der elektrischen Messtechnik, HiWi 17. Anwendungsspezifische Konfigurationen von PXI Testplattformen zur Qualitätssicherung in der Halbleiterindustrie Kontakt: Dr.-Ing. Klaus Förster Für Charakterisierung und Test integrierter Schaltungen sollen Zusatzbaugruppen entwickelt werden, die in PXI-Testsystemen des IMMS eingesetzt werden. Testverfahren sind auszuwählen, das Schaltungskonzept in Form einer Leiterkarte(n) hardwaremäßig zu realisieren und die Funktion mittels Testprogramm zu untersuchen. Grundlagen der Schaltungstechnik Grundlagen PCB-Layout Grundlagen Programmierung Dabei soll ein hoher Wiederverwendungsgrad erzielt werden. Die Funktion soll an verschiedenen en von Memories untersucht und nachgewiesen werden. Grundlagen der Messtechnik Grundlagen der Informatik Grundlagen Programmierung Testplattform 19. Untersuchen der Fähigkeiten von Labview in Hinsicht auf verteiltes Rechnen und Remotezugriff Kontakt: Dr.-Ing. Klaus Förster Im IMMS wird die Sprache Labview zur Steuerung von Testhardware und Testabläufen genutzt. Für viele Anwendungen wäre dafür auch die Möglichkeit, Aufgaben auf mehrere Systeme zu verteilen interessant. Die Fähigkeiten von Labview sollen untersucht, beispielhaft aufbereitet und an einer einfachen Remotegerätesteuerung demonstriert werden. Vorrausgesetzte Kenntnisse Grundlagen in der Programmierung unter Labview und/oder C++ 23

13 abweichung von maximal 10-12, soll eine Referenzfrequenzquelle für Messgeräte gebaut werden. 20. Erarbeitung eines Konzepts zur Ablaufoptimierung des Wafersteppings bei paralleler Messung mehrerer Dies Grundlagen der Schaltungstechnik Grundlagen HF-Technik Kontakt: Dr.-Ing. Klaus Förster Bei der sequentiellen Messung mehrerer Dies auf einem Wafer wird die Messreihenfolge der einzelnen Dies optimiert, um die Gesamtmessdauer zu minimieren. Diese Optimierung ist in die Erfahrungen im Leiterplattenentwurf, HiWi Ansteuersoftware der Wafer Probe Station implementiert. Zur weiteren Minimierung der Messdauer soll eine teilparallele Messung von mehreren in einer zweidimensionalen Matrix angeordneten Dies vorgenommen werden. Die Optimierungsaufgabe wird dabei bedingt durch die vom Wafer Wochen bestimmte kreisförmige Begrenzung der Anordnung der Dies komplexer, da im Randbereich des Wafers nur ein Teil der Messmatrix verwendet werden kann. Für diese Messmethode ist eine Optimierung zu erarbeiten und in die Ansteuersoftware zu implementieren. 22. Erarbeitung eines Programms zur Ansteuerung und Auswertung eines Messplatzes für niederfrequente Rauschmessungen (1/f-Rauschen) Grundlagen der mathematischen Optimierung Programmierung in C oder Labview Kontakt: Dr.-Ing. Klaus Förster Ein bestehender Messaufbau zur Bestimmung des 1/f-Rauschens soll dahingehend verbessert und optimiert werden, dass Einstellungen an einem Vorverstärker, die derzeit noch manuell vorgenommen werden müssen, automatisch durch den Programmablauf des Messprogramms erfolgen., HiWi Konzeption und Aufbau eines Referenzfrequenznormals zur Synchronisierung von Messgeräten Einarbeitung in das Programmsystem ICCAP Programmierung eines Gerätetreiber für die RS232-Schnittstelle des rauscharmen Stromverstärkers SR 570 (dafür bestehen Vorlagen) Integration des Gerätetreibers in das bestehende ICCAP-Rauschmessprogramm Test des Messprogramms 25 Kontakt: Dr.-Ing. Klaus Förster Messgeräte, die für den Betrieb eine genaue Referenzfrequenz benötigen, haben meist einen Programmiererfahrung in C internen Referenzoszillator. Durch Alterungseffekte wird die Genauigkeit dieses Signals vermin- Grundkenntnisse der elektrischen Messtechnik dert. Um bei der Kopplung mehrerer solcher Messgeräte Abweichungen zwischen den Geräten zu verringern, können diese über eine Schnittstelle mit einem gemeinsamen Referenzsignal versorgt werden. In der Regel ist das genaueste Gerät im Messaufbau dann auch Referenzsignalquelle., HiWi Dabei ist eine relative Standardabweichung der Genauigkeit durch Alterungseffekte in der Größenordnung 10-6 / Jahr (Kalibrierungsalter) typisch. Durch Auswertung des Trägersignals eines atomuhrsynchronisierten Rundfunksenders oder des DCF77 Signals, mit einer relativen Standard-

14 23. Konzeption und Implementierung eines Datenkonverters von Simulationsdaten aus dem Schaltkreisdesign im VCD-Format in das Format der modularen Tester des IMMS Themenbereich Mechatronik 25. Untersuchungen und Weiterentwicklung von Linearantrieben Kontakt: Dr.-Ing. Klaus Förster Einarbeitung in das beim Design/Simulation entstehende Datenformat VCD und die im Testsystem erforderlichen Formate für das Laden der Patternspeicher. Konzeption eines Datenkonverters mit der Zwischenstufe eines Tabellenformates. Dabei ist eine Implementierung in C als standalone oder unter LabVIEW von National Instruments (ni.com) in der Testerumgebung möglich. Programmierkenntnisse Ziel der Arbeit ist es, an einem vorhandenen Linearantrieb zu untersuchen, ob die Möglichkeit besteht, mit Hilfe einer adaptiven Anpassung der Vorsteuerung die Präzision und Reproduzierbarkeit von Bewegungen zu erhöhen. Einarbeitung in die vorhandene Reglerstruktur Implementierung und Test eines Verfahrens zur Anpassung der Vorsteuerung Auswertung der Arbeiten, HiWi Nach Vereinbahrung Grundkenntnisse MATLAB/SIMULINK Kenntnisse im Bereich Dynamik mechatronischer Systeme Kenntnisse im Bereich Automatisierung (Steuerungen/Regelungen) 24. Ansteuerung eines Cascade PA200 Waferprobers durch die Vibrometer Software der Firma Polytec Kontakt: Dr.-Ing. Klaus Förster Für die Messungen an mikromechanischen Strukturen verfügt das IMMS über das Messsystem 26 Polytec UHF-120. Um Messungen automatisiert ausführen zu können, soll dieser mit einem Cascade Waferprober PA200 gekoppelt werden. Dazu ist eine Remotesteuerung von Funktionen des Waferprobers durch die Steuersoftware des Polytec Messsystems erforderlich. Diese stellt hierfür 27 eine auf DCOM aufsetzende Schnittstelle zur Verfügung. Aufgabe des Praktikums ist es, einen DCOM Gerätetreiber für ausgewählte Funktionen des PA200 zu entwickeln. 26. Untersuchung der Positioniergenauigkeit eines planaren Direktantriebs mit verschiedenen Messverfahren Kenntnisse der DCOM Programmierschnittstelle Kenntnisse C++ oder Labview An einem Mehrkoordinatendirektantriebssystem sollen Untersuchungen zur Positioniergenauigkeit in Abhängigkeit von der Nutzlast und der Dynamik durchgeführt werden. Dabei kommen, HiWi neben den integrierten inkrementell-optischen Messsystemen vergleichend auch interferometrische und ggf. ein AKF zum Einsatz. 6 Monate

15 Konzeption, Entwurf und Aufbau einer Versuchsanordnung unter Einbeziehung ver- schiedener Messverfahren Vergleichende Messung der Positioniergenauigkeit des Mehrkoordinatenantriebs Vergleich der Genauigkeit der Messverfahren inkrementell-optisch, Laserinterferometer, ggf. AKF Ausbildung an der Fakultät für Maschinenbau mit guten Kenntnissen in Antriebstechnik und 28. Präzisions-Hub-Tisch zur Proben-/Werkstückpositionierung Messtechnik Rechentechnische Kenntnisse (Win; Inventor) Für die senkrechte Positionierung einer Probe bzw. eines Werkstücks wird ein Präzisions-Hub- Tisch benötigt, der eine parallele Zustellung mit einer Genauigkeit im sub-µm-bereich ermöglicht. Hierfür sind grundlegende Untersuchungen durchzuführen. Prinzipuntersuchung Variantengenerierung 28, mindestens 3 Monate 27. Konzipierung, Entwurf und Aufbau von mehrachsigen Mikro- und Nanopositionierantrieben für kleine Bewegungsbereiche Für die Positionierung von Proben/Werkstücken werden Positioniersystemanordnungen mit bis zu sechs Freiheitsgraden benötigt, die einen Bewegungsbereich von ± 5mm und Positioniergenauigkeiten im µm- bzw. im nm- Bereich besitzen. Prinzipuntersuchung Variantendiskussion Entwurf, Aufbau, Inbetriebnahme Variantendiskussion und Bewertung ggf. Entwurf, Aufbau, Inbetriebnahme Ausbildung an der Fak. für Maschinenbau mit guten Kenntnissen in Konstruktionstechnik und Antriebstechnik Rechentechnische Kenntnisse (Win; AutoDesk Inventor) 29 Ausbildung an der Fak. für Maschinenbau mit guten Kenntnissen in Konstruktionstechnik und Antriebstechnik

16 29. Untersuchung des Schwingungsverhaltens von Mehrkoordinatenantriebssystemen in Abhängigkeit von den Aufstellbedingungen Einarbeitung in die Thematik Mehrkoordinatendirektantriebe Erstellung und Untersuchung von Mehrkörpermodellen für die bewegten Komponenten bei Mehrkoordinatendirektantrieben, Bestimmung der Eigenfrequenzen Messung des Schwingungsverhaltens unterschiedlicher Mehrkoordinatenantriebssysteme un- Vergleich der Simulationsergebnisse mit den Ergebnissen von FEM-Analysen Dokumentation der Ergebnisse ter verschiedenen Aufstellbedingungen Untersuchung und Klassifizierung verschiedener Industriefußböden Ableitung von Gestaltungsrichtlinien für die Maschinen Erstellen von Anforderungsprofilen für Industriefußböden und Unterbauten für Mehr- koordinatenantriebssysteme Gute Kenntnisse im Bereich Antriebstechnik, technische Mechanik Fähigkeit zum selbständigen Arbeiten innerhalb eines interdisziplinären Teams Software: Win, Grundkenntnisse in Inventor und Matlab Ausbildung an der Fak. für Maschinenbau mit guten Kenntnissen in Antriebstechnik, Konstruktionstechnik, Maschinenelemente und/oder Mechatronik Rechentechnische Kenntnisse (Win, AutoDesk Inventor) Mindestens 3 Monate, mindestens 3 Monate 31. Test und Weiterentwicklung von Direktantrieben mittels Simulation Ziel der Arbeit ist es, vorhandene oder geplante Antriebssysteme durch Simulation (MATLAB/ SIMULINK) zu optimieren. Insbesondere soll der Einfluss von Störungen (äußere Anregungen, Modellierung mechanischer Komponenten von Präzisionsantriebssystemen mechanische Resonanzen, elektrische Störungen,...) auf die Leistungsfähigkeit der Antriebe untersucht werden. 31 Innerhalb des Entwurfsprozesses bei Präzisionsantriebssystemen sollen Eigenformen und Eigenfrequenzen der mechanischen Komponenten abgeschätzt werden können. Hierfür sind die wichtigsten Bauteile durch geeignete Mehrkörpermodelle nachzubilden. Die Simulationsergebnisse der Mehrkörpermodelle sollen anschließend mit den Ergebnissen von FEM-Analysen verglichen Aufbau und Verifikation des Modells Identifikation des Einflusses verschiedener Störgrößen Ableiten von Optimierungsvorschlägen werden, um deren Gültigkeit nachzuweisen. Grundkenntnisse MATLAB/SIMULINK Kenntnisse im Bereich Dynamik mechatronischer Systeme Kenntnisse im Bereich Automatisierung (Steuerungen/Regelungen)

17 33. Entwurf und Aufbau eines Messstandes zur Vermessung und Kalibrierung von Flächenmaßverkörperungen Zur Verbesserung der Positioniergenauigkeit von Planarantrieben ist es erforderlich die, für diese Systeme eingesetzten und mit einer begrenzten Genauigkeit gefertigten Maßverkörperungen z.b. 32. Entwicklung einer grafischen Nutzeroberfläche zur Antriebssteuerung Für den anwenderfreundlichen Betrieb eines Antriebs ist eine Oberfläche zu entwickeln. Dabei sollte ein Konzept zur Bedienbarkeit erarbeitet und realisiert werden. Ziel der Arbeit ist es eine grafische Nutzeroberfläche für einen bestehenden Antrieb zu erarbeiten und zu testen. Erarbeitung eines Bedienkonzepts für einen Antrieb Aufbau und Test der grafischen Nutzeroberfläche laserinterferometrisch unter geeigneten Umweltbedingungen zu vermessen und die Messdaten im Regelkreis des Antriebssystems für eine Kompensation der Positionierfehler zu verwenden. Konzeptioneller Entwurf, Konstruktion und Realisierung des Systems Abschätzung der theoretisch, unter Berücksichtigung definierter Umweltbedingungen, zu erwartenden Messgenauigkeiten Ausbildung an der Fak. für Maschinenbau mit guten Kenntnissen in Antriebstechnik und Messtechnik Rechentechnische Kenntnisse (Mechanical Desktop oder Inventor) 32 Gute Kenntnisse im Bereich Antriebstechnik Grundkenntnisse im Bereich Regelungstechnik Fähigkeit zum selbstständigen Arbeiten Grundkenntnisse in MATLAB/SIMULINK Ggf. Kenntnisse in der Programmierung von grafischen Nutzeroberflächen, mindestens 3 Monate Theoretische und praktische Untersuchungen zur Anwendung von Klebstoffen für Präzisionspositioniersysteme 3 Monate Für Verbindung von Einzelteilen und Baugruppen bei der Konstruktion und dem Aufbau von Präzisionspositioniersystemen sind Eignungsversuche mit unterschiedlichen Klebstoffen erforderlich.

18 Recherche von Klebstoffen Durchführung von Klebversuchen Variantendiskussion Ausbildung an der Fak. für Maschinenbau mit guten Kenntnissen in Antriebstechnik Rechentechnische Kenntnisse (Win) 36. Weiterentwicklung einer GUI zur Parameteridentifikation von MEMS Erweiterung der Funktionalität einer vorhandenen GUI, mindestens 3 Monate C++/C 35. Design, Simulation und Messung von MEMS-Teststrukturen Die optische Messung der Eigenfrequenzen von MEMS wie Membran- und Balkenstrukturen erlaubt die Identifikation sowohl von geometrischen als auch Materialparametern. Voraussetzung dabei ist, dass die relevanten Parameter eine Abhängigkeit von den Eigenfrequenzen aufweisen. Diese Empfindlichkeit und damit die Genauigkeit, mit der Parameter wie z.b. die Spannung in dünnen Schichten bestimmt werden können, hängen vom Design der MEMS ab Konzeption und Implementierung eines automatisierten MEMS-Messplatzes 35 Entwurf von MEMS-Teststrukturen Erstellung von FE-Modellen Optimierung der Teststrukturen durch Parametervariation Vermessung von Teststrukturen Geometrie- und Materialparameter von MEMS lassen sich indirekt über die Messung ihrer Eigenfrequenzen identifizieren. Die Messung der Eigenfrequenzen im Bereich bis ca. 10 MHz erfolgt dabei mittels eines vibrometrischen Messsystems. Um die Schwingungen der im Regelfall pas- Grundkenntnisse in FE-Programmen, vorzugsweise Ansys Grundkenntnisse in MATLAB siven Devices anzuregen, wird eine Elektrode über dem Device positioniert. Diese wird mit einer hochfrequenten Spannung beaufschlagt - das elektrostatische Feld ermöglicht die Messung von Eigenfrequenzen mit Amplituden im pm- bis nm-bereich. Das Messfeld des Vibrometermesssystems ist 50 mm x 50 mm, mithin lassen sich prinzipiell mehrere MEMS, die typischerweise nicht größer als 1 mm 2 sind, mit einem Programmstart messen, ohne die Lage der Devices zu verändern. Um das Messfeld für das oben genannte Verfahren

19 ausnutzen zu können, ist jedoch das automatische Positionieren der anregenden Elektrode über Experimentelle Untersuchung der Antriebskomponenten im Vakuum, Auswertung der Mess- dem aktuell zu vermessenden Device notwendig. daten. (Nutzung des vorhandenen Messstandes und vorhandener Auswerteskripte) Dokumentation der Ergebnisse Zu entwickeln und daran anschließend umzusetzen ist ein Konzept, wie sich der Messplatz unter Nutzung vorhandener Algorithmen zur Bilderkennung automatisieren lässt. Das beinhaltet die Interesse an Antriebstechnik und der Gestaltung von Antriebsbaugruppen Kopplung von Mess- und Elektrodenpositioniersystem unter Nutzung der jeweiligen Interfaces Software: Win-Programme, Grundkenntnisse MATLAB (z.b. ActiveX). Kenntnisse in Programmiersprachen (z.b. LabVIEW) 3 Monate 39. Entwurf und Simulation von mikrosystemtechnischen Energiewandler- Systemen 38. Untersuchungen von Antriebskomponenten im Vakuum Die Entwicklung von Sensorsystemen ermöglicht diese mit immer geringeren Leistungen zu 36 Für höchste Positioniergenauigkeiten werden Antriebssysteme zunehmend mit Laserinterferometern als Weg- bzw. Winkelmesssysteme ausgestattet. Die Forderung nach Messunsicherheiten im Nanometerbereich verbunden mit Verfahrbereichen von über 100 mm führt zu der Forderung nach einer Vakuumumgebung, da sich auf diese Weise der Einfluss der Umgebungsbedingungen entscheidend reduziert. Darüber hinaus stellen einige Hochtechnologieanwendungen wie beispielsweise EUV-Lithografie oder Elektronenstrahllithografie ebenfalls hohe Anforderungen an die Vakuumtauglichkeit der verwendeten Positioniersysteme. Vor diesem Hintergrund sollen im Rahmen der Arbeit vorhandene Antriebskomponenten hinsichtlich ihrer Vakuumtauglichkeit untersucht werden. Einarbeitung in die Thematik Recherche bzgl. vakuumtauglicher Bauteilgestaltung bzw. Materialien Beurteilung der Vakuumtauglichkeit vorhandener Antriebskomponenten betreiben. Ziel von aktuellen Forschungsarbeiten ist es die benötigte Energie mittels Mikrogeneratoren, sogenannte Energy Harvester, aus der Umgebung zu gewinnen. Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Beitrag zur Leistungsabschätzung für mikrosystemtechnisch hergestellte elektrostatische und piezoelektrische Aufbau- und Wandler-Prinzipien erarbeitet werden, welche kinetische Energie in elektrische Energie wandeln. Einarbeitung in die Thematik Mitarbeit an Literaturrecherche Simulation von ausgewählten Strukturen unter Beachtung mikrosystemtechnischer Designmöglichkeiten Dokumentation der Ergebnisse Fähigkeit zum selbstständigen Arbeiten Software: Win-Programme, Grundkenntnisse in MATLAB von Vorteil 37

20 41. Untersuchungen zu implantierbaren Energiewandlern (Energy Harvestern) Die Möglichkeiten zur Miniaturisierung von Implantaten wird wesentlich durch den Energieverbrauch und der Größe des Energieversorgungssystems bestimmt. Alternativ zu Batterien ist der Einsatz von Energiewandlern, sogenannten Energy Harvestern, möglich. Diese ermöglichen die 40. Konstruktion und Aufbau eines elektromagnetischen Energiewandlers Wandlung von unterschiedlichen Umgebungsenergien (thermisch, kinetisch, chemisch, ) in elektrische Energie zur Versorgung von Sensor und Aktor-Anwendungen. Ziel der Arbeit ist es für konkrete Sensoranwendungen geeignete Energiequellen zu charakterisieren. 38 Zur Energieversorgung von drahtlosen Sensornetzwerkknoten werden derzeit vorrangig Batterien eingesetzt. Diese wirken sich nachteilig auf Einsatzmöglichkeiten, Wartungskosten und Lebensdauer der Sensorsysteme aus. Ziel von aktuellen Forschungsarbeiten ist es die benötigte Energie mittels Energiewandler, sogenannte Energy Harvester, aus der Umgebung zu gewinnen. Im Rahmen dieser Arbeit sollen existierende Konstruktionsvarianten für elektromagnetische Energiewandler untersucht und ein optimierter Aufbau für die Sensornetzwerkknoten des IMMS konstruiert und aufgebaut werden. Einarbeitung in die Thematik Mitarbeit an Literaturrecherche Analyse von Konstruktionsvarianten Konzeptioneller Entwurf, Konstruktion und Aufbau eines angepassten elektromagnetischen Energiewandlers Dokumentation der Ergebnisse Einarbeitung in die Thematik Mitarbeit an Literaturrecherche Analyse und Charakterisierung von möglichen Energiequellen für spezielle Implantat-Anforderungen Vergleich von verschiedenen Varianten Dokumentation der Ergebnisse Fähigkeit zum selbstständigen Arbeiten Software: Win-Programme 39 Fähigkeit zum selbstständigen Arbeiten Software: Win-Programme, Grundkenntnisse in Inventor von Vorteil 42. Entwurf und Aufbau einer Vakuum-Messkammer für ein vibrometrisches Messsystem, HiWi Die Charakterisierung von MEMS erfolgt mittels vibrometrischem Messsystem. Entscheidend für die Dämpfung der mechanischen Auslenkung ist unter anderem der Umgebungsdruck. Ziel der Ar- beit ist der Entwurf und Inbetriebnahme einer kleinen Vakuum-Kammer, welche Untersuchungen mit verringertem Umgebungsdruck auf Chip- und Wafer-Level erlaubt.