Studien- und Abschlussarbeiten am IMPT

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

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.