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FAKULTÄT ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK INSTITUT FÜR FESTKÖRPERELEKTRONIK

DIREKTOR: PROF. DR.-ING. HABIL. GERALD GERLACH

JAHRESBERICHT 2017

1. Institutsaufbau 2. Mitarbeiter des Instituts 3. Lehre und Weiterbildung 4. Forschung 5. Graduierungsarbeiten 6. Veröffentlichungen 7. Gastvorträge 8. Preise 9. Mitarbeit in Gremien 10. Tagungen 2017 11. Tagungen 2018 12. VDE-Arbeitskreis Mikroelektronik

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Institut für Festkörperelektronik: Direktor: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Sekretariat: Frau Heike Collasch Postanschrift: Technische Universität Dresden Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik Institut für Festkörperelektronik 01062 Dresden Besucheranschrift: Mommsenstraße 15 Günther-Landgraf-Bau, Raum 7-E01B Telefon: (0351) 463 32077 Telefax: (0351) 463 32320 E-mail: Heike.Collasch@tu-dresden.de Internet: http://ife.et.tu-dresden.de

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VORWORT

Liebe Freunde und Partner unseres Institutes, das Jahr 2017 geht bereits wieder dem Ende entgegen. Für uns ist dies erneut der Anlass, auf das vergangene Jahr zurückzuschauen. Wieder können wir auf viele schöne Forschungsergebnisse und Veröffentlichungen verweisen. Viel wichtiger ist aber, dass die Arbeit aller Mitglieder unseres Instituts ein Forschungs- und Arbeitsklima bietet, in dem sich unsere jungen Nachwuchswissen-schaftler hervorragend entwickeln können. 2017 konnten drei Doktoranden ihre Pro-motionen erfolgreich abschließen, weitere stehen kurz vor dem Abschluss ihrer Arbeit. Die Auszeichnungen, die unsere jungen Leute im vergangenen Jahr erhalten haben, zeugen von der hohen Qualität ihrer Arbeit. Auch in diesem Jahr mussten wir wieder eine langjährige „tragende Säule“ unseres Instituts in den Ruhestand verabschieden. Frau Dr.-Ing. Bärbel Knöfel hat in den ver-gangenen Jahrzehnten vier DFG-Graduiertenkollegs koordiniert („Sensorik“, „LIES – Lokale Intelligente Energiesysteme“, „Nano- und Biotechniken für das Packgaging elektronischer Systeme“ und zuletzt „Hydrogel-basierte Mikrosysteme“). Vieles vom Erfolg dieser Graduiertenkollegs hätten wir ohne das engagierte Wirken von Frau Dr. Knöfel nicht erreichen können. Dafür gebührt ihr ganz herzlicher Dank! Besonderer Dank gilt aber auch in diesem Jahr wieder allen unseren Partnern und Mitstreitern in den anderen Institutionen und Instituten sowie der Universitätsverwal-tung und den Förderinstitutionen. Wir hoffen darauf, dass wir Sie auch im kommenden Jahr wieder als verlässliche Partner und Freunde unseres Institutes an unserer Seite haben können.

Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach

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1. INSTITUTSAUFBAU

Das Institut für Festkörperelektronik (IFE) ist eines von 12 Instituten der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik an der TU Dresden. Gemeinsam mit dem Institut für Halbleiter- und Mikrosystemtechnik und Lehrstühlen des Instituts für Grundlagen der Elektrotechnik/Elektronik ist das IFE für die Ausbildung in der Studienrichtung Mikroelektronik im Studiengang Elektrotechnik verantwortlich. Gegenstand von Forschung und Lehre des IFE sind das Zusammenwirken von Physik, Elektronik und (Mikroelektronik-)Technologie bei der Untersuchung von Werkstoffen, Technologien und festkörperphysikali-

schen Wirkprinzipien für Sensoren,

bei der Applikation dieser Sensoren für spezielle Messaufgaben, für den Entwurf von Sensoren und Sensorsystemen einschließlich der Model-

lierung und der Simulation einzelner Sensorkomponenten, aber auch komplexer Systeme,

bei der Entwicklung von Schichten und Schichtsystemen für sensorische und an-

dere Funktionen, bei der Nutzung von Ultraschall für die zerstörungsfreie Prüfung, medizinische

Diagnostik und Prozessmesstechnik. Für die Forschung stehen dem IFE moderne Laboratorien und Ausrüstungen zur Ver-fügung (s. Abschn.4.3), die sich im Werner-Hartmann-Bau befinden. Dieses 2013 er-öffnete Gebäude wird gemeinsam mit dem Zentrum für Mikrotechnologien (ZµP), dem Institut für Aufbau- und Verbindungstechnik (IAVT) und der Professur für Polymere Mikrosysteme am IHM betrieben und genutzt.

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2. MITARBEITER DES INSTITUTS Lehrstuhl für Festkörperelektronik: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Lehrstuhlleiter Bellmann, Christian Dipl.-Ing. Wiss. Mitarbeiter (bis 09/17) Binder, Simon Dipl.-Ing. Wiss. Mitarbeiter Budzier, Helmut PD Dr.-Ing. habil. Wiss. Assistent Burkhardt, Anke Dr. rer. medic. Wiss. Mitarbeiterin (seit 05/17) Collasch, Heike Sekretärin Delan, Annekatrin Dipl.-Phys. Wiss. Mitarbeiterin Deng, Kangfa M.Sc. Wiss. Mitarbeiter (bis 09/17) Erfkamp, Jan M.Sc. Wiss. Mitarbeiter Eydam, Agnes Dipl.-Ing. Wiss. Mitarbeiterin Franke, Daniela Dr. rer. nat. Postdoc Gulnizkij, Nikolai Dipl.-Phys. Wiss. Mitarbeiter Günther, Margarita PD Dr.-Ing. habil. Wiss. Mitarbeiterin Härtling, Thomas PD Dr. rer. nat. et Ing. habil. Wiss. Mitarbeiter1 Hecker, Dominic Dipl.-Ing. Wiss. Mitarbeiter Henke, E.-F. Markus Dr.-Ing. Postdoktorand Herbst, Sabine Laborantin Hildisch, Jan M.Sc. Wiss. Mitarbeiter Juhrig, André Dipl.-Ing. Wiss. Mitarbeiter Junker, Steffen Dipl.-Ing. Wiss. Mitarbeiter Kleiner, Anja Dipl.-Ing. Wiss. Mitarbeiterin Knöfel, Bärbel Dr.-Ing. Wiss. Mitarbeiterin Kostka, Siegfried Dipl.-Ing. Forschungsingenieur Krause, Volker Dipl.-Ing. Ingenieur für Lehre und Forschung Kroh, Christoph M.Sc. Wiss. Mitarbeiter Kühnicke, Elfgard apl. Prof. Dr. rer. nat. et Ing.habil. Dozentin Kümmritz, Sebastian Dipl.-Ing. Wiss. Mitarbeiter Kuß, Julia Dr.-Ing. Wiss. Mitarbeiterin /Studienfachbe- beraterin Lehmann, Ulrike Laborantin Liebschner, Rocco M.Sc. Wiss. Mitarbeiter Nizard, Harry Dr. rer. nat. Wiss. Mitarbeiter Norkus, Christian Laborant Norkus, Volkmar Dr.-Ing. Wiss. Assistent Ott, Tobias Dipl.-Ing. Wiss. Mitarbeiter Rath, Katharina B.A. techn. Angestellte Rio, Marisa M.Sc. Promotionsstudentin (bis 08/17) Sandmann, Tobias Dipl.-Phys. Wiss. Mitarbeiter (bis 03/17) Schattling, Maike Angestellte (bis 06/17) Schmidt, Ulrike Dipl.-Ing. Wiss. Mitarbeiterin 1 Gruppenleiter für Optische Nanosensorik am Fraunhofer IKTS-MD Dresden

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Schossig, Marco Dr.-Ing. Wiss. Mitarbeiter Schröter, Anna Dipl.-Ing. Wiss. Mitarbeiterin (bis 06/17) Suchaneck, Gunnar Dr. rer. nat. Wiss. Assistent Timmermann, Lukas Dipl.-Ing. Wiss. Mitarbeiter Wolf, Carmen Dr. rer. nat. Wiss. Mitarbeiterin (bis 08/17) Wolf, Mario Dipl.-Ing. Wiss. Mitarbeiter Gastaufenthalt 07.08.-15.08.17 MSc Uliana Yakhnevych, TU Lemberg (Ukraine)

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3. LEHRE UND WEITERBILDUNG

3.1. Lehrveranstaltungen Die meisten der in den Ingenieurwissenschaften an der TU Dresden angebotenen Lehrprogramme sind nach wie vor Diplomstudiengänge. Das betrifft an der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik die Studiengänge Elektrotechnik, Informa-tionssystemtechnik, Mechatronik und Regenerative Energiesysteme. Ergänzend werden Master-Studiengänge angeboten, um Bachelorabsolventen von anderen Hochschulen oder aus dem Ausland ein Weiterstudium an der TU Dresden zu er-möglichen. Im Diplomstudiengang Elektrotechnik schließt sich nach einem viersemestrigen Grundstudium mit Abschluss des Vordiploms das Hauptstudium in einer frei zu wäh-lenden Studienrichtung sowie die Studienarbeit und die Diplomarbeit am Lehrstuhl an. Die Regelstudienzeit beträgt 10 Semester. Der Lehrstuhl für Festkörperelektronik ist in der Lehre vorrangig in die Ausbildung für den Entwurf und die Fertigung von elektronischen Bauelementen und Geräten, die festkörperphysikalische Effekte nutzen, eingebunden. Im Hauptstudium werden Lehr-veranstaltungen vertreten, die die physikalischen Grundlagen und deren Anwendung in Bauelementen (Sensorik) sowie die Herstellung und Applikation solcher Bauele-mente und Geräte (Mikrotechnik sowie Infrarotmesstechnik) betreffen. Auf dem Gebiet der Ultraschallsensorik und -messtechnik sind für die Studenten ebenfalls fach-spezifische Vorlesungen im Angebot. Der hohe Bedarf der Wirtschaft an Absolventen der Ingenieurwissenschaften, beson-ders auch der Elektrotechnik, motivierte zu noch intensiverer Betreuung der Studien-anfänger im Fach „Grundlagen der Elektrotechnik“. Um die Abbrecherquote ohne Ab-striche bei den Anforderungen der Ausbildung zu verringern, wird die Übungsbetreu-ung in kleineren Gruppen durch erfahrene Mentoren durchgeführt, die ihr Augenmerk auch auf die möglichst schnelle Ausbildung eines effektiven Lernstiles unserer neuen Studenten legen. Neben der kompletten Betreuung von drei Praktikumsversuchen für alle Studenten unserer Fakultät und der Übungsbetreuung „Dynamische Netzwerke“ für Studenten der Studiengänge Informationssystemtechnik und Wirtschaftsinge-nieurwesen wurde im Sommersemester 2017 eine Übungsgruppe und werden im Wintersemester 2017/18 zwei Übungsgruppen durch Mentoren unseres Institutes betreut.

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Im Einzelnen wurden im Sommersemester 2017 und werden im Wintersemester 2017/2018 folgende Lehrveranstaltungen durchgeführt:

Lehrveranstaltung Lehrperson V / Ü / P

Nutzer

Einführung in die Sensorik (Sensorik I)

Prof. Gerlach, PD Dr. Günther, Dr. Landgraf 2/1/0

(2, 3) als Pflichtfach, (1, 6, 7, 8) als Wahlfach,Doktoranden

Sensorik II Prof. Gerlach, PD Dr. Günther, PD Dr. Härtling 2/0/0

(2) als Wahlfach, Doktoranden

Sensorik-Praktikum DI Binder, DI Krause, M.Sc. Kroh Dr. Norkus, Dr. Suchaneck 0/0/1

(2, 6, 8) als Wahlfach

Biochemische Sensoren

PD Dr. Günther 2/1/0

(2) als Wahlfach

Infrarotmesstechnik

PD Dr. Budzier, Dr. Norkus 2/0/1

(2) als Wahlfach

Festkörperelektronik Prof. Gerlach, Dr. Suchaneck 2/1/0

(2) als Wahlfach

Nanotechnologie und -elektronik PD Dr. Härtling 2/1/0

(2) als Wahlfach

Plasmatechnik Dr. Frach / Prof. Gerlach 4/2/0

(2) als Wahlfach

Versuchsbetreuung im Praktikum Computertechnik II

PD Dr. Budzier, Dr. Suchaneck 0/0/2

(1) als Pflichtfach

Versuchsbetreuung im Praktikum Elektrotechnik 1 (1 Versuch)

DI Juhrig, DI Junker, DI Kostka, Dr. Norkus, DI Ott, 2 DS/Woche

(1, 5, 6, 7, 8) als Pflichtfach

Versuchsbetreuung im Praktikum Elektrotechnik 2 (2 Versuche)

DI Bellmann, DI Kostka, DI Krause, MSc Liebschner, Dr. Norkus, DI Ott DI Sandmann 2 DS/Woche

(1, 5, 6, 7, 8) als Pflichtfach

Übungsbetreuung „Grundlagen der Elektrotechnik“

DI Krause, Dr. Suchaneck 0/2/0 im Wintersemester 2017/18

(1, 6) als Pflichtfach

Übungsbetreuung „Elektrische und magnetische Felder“

Dr. Suchaneck 0/2/0 im Sommersemester 2017

(1) als Pflichtfach

Übungsbetreuung „Dynamische Netzwerke“

Prof. Gerlach, PD Dr. Budzier 0/2/0

(5, 8) als Pflichtfach

Grundlagen des Ultraschall apl. Prof. Kühnicke 2/1/0

(2, 3, 4) als Wahlfach, Doktoranden

Ultraschallsensoren und -messtechnik

apl. Prof. Kühnicke 2/0/0

(2, 3, 4) als Wahlfach, Doktoranden

(1)… Studiengang Elektrotechnik; (2)… Studienrichtung Mikroelektronik; (3)… Studienrichtung Geräte-, Mikro- und Medizin-technik; (4)… Studienrichtung Informationstechnik; (5)… Studiengang Informationssystemtechnik; (6)… Studiengang Mechatronik; (7)… Studiengang Regenerative Energiesysteme; (8)… Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen V… Vorlesung, Ü… Übung, P… Praktikum (jeweils in Semesterwochenstunden)

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3.2. Weiterbildungsseminar „Berührungslose Temperaturmessung und Wärmebild-technik“ Seminartermin: 18. Oktober 2018 Wissenschaftlicher Tagungsleiter: Prof. Dr. Gerald Gerlach, TU Dresden Referenten: PD Dr.-Ing. habil. Helmut Budzier, TU Dresden Dr.-Ing. Matthias Krauß, InfraTec GmbH, Dresden Zielgruppe: Mitarbeiter aus Forschung, Entwicklung, Fertigung sowie wissensbasierter Kundenberatung und Praktiker, die entweder IR-Technologien selbst entwickeln oder nutzen wollen oder be-absichtigen, in diese innovative Technologie einzusteigen, Entscheider und Kundenberater, die sich einen Überblick über die Möglichkeiten und Grenzen der IR-Technik verschaffen wollen. Voraussetzungen: Grundlegende Kenntnisse der Physik und Elektrotechnik nach einem natur- oder ingenieur-wissenschaftlichem Studium oder Technikerausbildung mit mehrjähriger Erfahrung in der Mess- und Sensortechnik. Thematische Schwerpunkte: Einführung und Zielsetzung Infrarot-Messtechnik: Geschichte und Zukunft Vorteile der IR-Strahlung Radiometrische Grundlagen Strahlungsgrößen und Strahlungsgesetze IR-Eigenschaften von Körpern: Emission, Absorption, Transmission und Reflektion Fotometrisches Grundgesetz Sensoren Kennwerte Thermische Sensoren

- Strahlungsthermoelemente - Pyroelektrische Sensoren - Bolometer - thermische IR-Bildsensoren

Photonensensoren - Fotoleiter - Fotodioden - Quantentrogsensoren - Photonenbildsensoren - Kühlung

Vergleich von thermischen und Photonensensoren Anwendungen Wärmebildgeräte Pyrometer

Siehe auch: www.ama-weiterbildung.de

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4. FORSCHUNG

4.1. Forschungsschwerpunkte Der Institutsaufbau mit seinen Forschungsschwerpunkten ist in Abschn. 1 dargestellt. Folgende Themen stehen hier im Mittelpunkt: Infrarotsensorik und –messtechnik, pyroelektrische Infrarotsensoren: Sensortechnologien und Materialcharakterisierung Sensorsimulation und Sensorentwurf Messtechnik für IR-Ein- und Mehrelementsensoren Sensorapplikationen in der Strahlungspyrometrie, Wärmebildtechnik, Gasanalytik

und Präsenzdetektion Strahlungsabsorptionsschichten IR-Strahler Piezoresistive Sensoren: Herstellung und Charakterisierung von pH-, Lösungsmittel- und glukosesensitiven

Hydrogelschichten Sensorsimulation und -layout Messtechnik Applikationen zur Messung von pH-Wert, Lösungsmittel- und Glukosekonzen-

trationen sowie zur Detektion von Proteinen Leistungslose Sensorschalter (BIZEPS – Bistable Zero-Power Sensors) Sensorische Polymere: Hydrogele mit pH-, temperatur-, ionen- und konzentrationsabhängigem Quellver-

halten Imprint- und Stempeltechniken Biokompatibilität Ultraschalltechnik: Schallfeldmodellierung für komplexe Geometrien Schallkopfoptimierung Entwicklung von Ultraschall-Messverfahren durch Nutzung von Schallfeldinfor-

mationen (nichtscannende Krümmungsmessung, gleichzeitige Geschwindigkeits- und Abstandsmessung, Verbesserung der Auflösung)

Ultraschall-Arrays

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Funktionelle Dünnschichten: Elektrokalorische Schichtstapel Piezoelektrische Sensor- und Aktorschichten Beschichtungstechnologie und Prozessentwicklung Modellierung und Simulation: Komponenten- und Systemmodelle Netzwerkmodelle, Finite-Netzwerk- und Finite-Element-Modelle gekoppelte Simulation Anwendungen in der Sensorik Optische Messtechnik Sensorische Eigenschaften optischer Nanostrukturen und -materialien  Sensorische Eigenschaften keramischer Leuchtstoffe Opto-elektronische Mikrosysteme zur Sensorabfrage Großflächige Abscheidung von Nanokompositen mit definierten Eigenschaften Herstellung von Nanopartikeln mittels Gasphasenkondensation, Einbettung in Dünnschichtmatrixmaterialien durch Kombination mit anderen Be-

schichtungsverfahren: HF-PECVD, reaktives Magnetronsputtern, Nanopartikelmaterial aus Metallen, Legierungen sowie deren reaktiven Verbin-

dungen in Matrizen aus anorganischen Verbindungen (z. B. Oxide, Nitride) oder funktionellen Plasmapolymerschichten,

Anwendungen: optische Absorberschichten, antibakterielle Schichten, elektrisch leitfähige, perkolative Nanopartikelnetzwerke für sensorische Beschichtungen.

Das IFE ist an den folgenden wissenschaftlichen Großprojekten der Deutschen For-schungsgemeinschaft (DFG) beteiligt: - Sonderforschungsbereich / Transregio 39: „Großserienfähige Produktionstechnolo-

gien für leichtmetall- und faserverbundbasierte Komponenten mit integrierten Pie-zosensoren und -aktoren (PT-PIESA)“, Teilprojekt C8: „Polarisationsbestimmung in-tegrierter Piezokeramiken für die Prozesskontrolle und zerstörungsfreie Bauteilprü-fung“ (07/2010 – 06/2018).

- Graduiertenkolleg 1865 „Hydrogel-basierte Mikrosysteme“ (seit 10/2013). - Schwerpunktprogramm SPP 1599: „Caloric effects in ferroic materials: New con-

cepts for cooling“, Projekt “Electrocaloric multilayer and radial cooling device concepts” (10/2012 – 09/2018).

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4.2. Forschungsprojekte

Im Folgenden sollen Inhalte und Ergebnisse der Forschungsprojekte am IFE kurz zusammengefasst werden. Dabei wird jeweils auf Veröffentlichungen und Graduie-rungsarbeiten verwiesen, in denen die Ergebnisse umfassend dargelegt sind (siehe Abschnitte 5 und 6):

Graduiertenkolleg 1865/1 „Hydrogel-basierte Mikrosysteme“ Sprecher: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Projektleiter am IFE: PD Dr.-Ing. habil. Margarita Günther Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Stipendiaten am IFE: Dipl.-Ing. Christian Bellmann Dipl.-Ing. Simon Binder

M.Sc. Kangfa Deng M.Sc. Jan Erfkamp Dipl.-Phys. Nikolai Gulnizkij M.Sc. Carola Jorsch M.Sc. Christoph Kroh Dipl.-Ing. Ulrike Schmidt

Postdoc: Dr. rer. nat. Daniela Franke Finanzierung: DFG Laufzeit: 01.10.2013 – 31.03.2018 Themen am IFE: - Leistungslose Sensorschalter: Hydrogele als Schaltele-

ment für energieautarke Systeme. Dabei sind insbeson-dere die Schalthysterese und die Schaltkinetik des Hyd-rogels von großer Bedeutung. (Dipl.-Ing. Christian Bellmann, Dipl.-Phys. Nikolai Gulnizkij)

- Kraftkompensierte pH-Sensoren: Ein thermisch steuer-barer Hydrogelaktor prägt eine Gegenkarft auf, die den Quelldruck des pH-sensitiven Hydrogels kompensiert. Dadurch können Relaxations- und Drifteffekte verhindert werden. Biosensitive Hydrogele vereinen sensorische und aktorische Eigenschaften.

(M.Sc. Kangfa Deng, Dipl.-Ing. Simon Binder) - Biochemischer Sensor: Entwicklung eines biochemischen

Sensors mit bioverträglicher, hermetischer Verkapselung für die Inline-Prozessüberwachung und für den Nachweis spezifischer Analytmoleküle, basierend auf Hydrogelen mit hoher Nachweisempfindlichkeit.

(Dipl.-Ing. Ulrike Schmidt) - Implantierbares miniaturisiertes Sensorsystem für die bio-

medizinische Diagnostik: Realisierung eines robusten, mi-niaturisierten Sensorsystems mit großer Lebensdauer für die simultane Erfassung mehrerer Parameter für die An-wendung in der medizinischen Diagnostik. (M.Sc. Carola Jorsch)

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- Bioaffinitätssensor auf Hydrogel-Basis zum Nachweis von

Biomolekülen: Entwicklung eines Biosensors für den Blut-gerinnungsfaktor Thrombin für Anwendungen in der medi-zinischen Diagnostik und Therapie. Dazu sollen Aptamer-Hydrogele entwickelt werden, die spezifisch und reversibel Thrombin binden.

(M.Sc. Jan Erfkamp) - Plasmonischer Fluidsensor mit Hydrogel-Transducer: Rea-

lisierung einer parallelen optischen Messung der Tempera-tur, des pH-Wertes sowie des Ethanolgehaltes in einem Sensorkopf mit entsprechenden sensitiven Hydrogelen, im-mobilisiert auf der plasmonischen Sensoroberfläche. Dabei sollen die Grundlagen für das optische Auslesen hydrogel-basierter Sensoren für die Anwendung in der Lebensmittel-industrie untersucht werden.

(M.Sc. Christoph Kroh) - Poröse Hydrogele mit verbesserter Ansprechzeit für die An-

wendung in Mikrosystemen. (Dr. rer. nat. Daniela Franke) Beschreibung: Stimuliresponsive Hydrogele, deren reversibler Quellvorgang in einer wässrigen Lö-sung je nach Struktur und Aufbau des vernetzten Polymers durch ein großes Spektrum unterschiedlicher physikalischer (z. B. Temperatur, elektrische Spannung, magneti-sches Feld) und chemischer Größen (z. B. pH-Wert, Analytkonzentration in Lösung) hervorgerufen werden kann, eignen sich prinzipiell hervorragend sowohl für sensori-sche als auch für aktorische Anwendungen, zumal sich gezeigt hat, dass sich Hydro-gele für entsprechende Anwendungen in Mikrosysteme integrieren lassen. Integrierte Hydrogel-basierte Sensoren und Aktoren ermöglichen somit kostengünstige Mikrosys-temlösungen mit großem funktionellem Potenzial. Ziel des Graduiertenkollegs ist es, aufbauend auf den grundlegenden Kenntnissen der Synthese und physikochemischer Eigenschaften die Nutzung von Hydrogelen für sensorische und aktorische Funktionen in Mikrosystemen näher zu untersuchen und damit die wissenschaftlichen Grundlagen für zukünftige mikrosystemtechnische Anwendungen zu legen. Dazu werden im Rah-men des interdisziplinären Forschungsprogramms des Graduiertenkollegs auf der ei-nen Seite spezielle Materialien und Verfahren, die sich an den Erfordernissen solcher Anwendungen ausrichten (relevante Funktionalität, hohe Sensitivität, Selektivität und Langzeitstabilität, kurze Ansprechzeiten), entwickelt und numerisch bzw. experimen-tell untersucht. Zum anderen werden mit diesen Materialien und Verfahren ausge-wählte Mikrosysteme erforscht (z. B. langzeitstabile druckkompensierte pH-Sensoren, biochemische Sensoren, implantierbare miniaturisierte Sensorsysteme, leistungslose Sensorschalter, chemische Transistoren, mikrofluidische Syntheseprozessoren). Weiterführende Literatur: [DISS 1-3], [SA 3-4], [3], [5-6], [9], [22-23], [28], [36-37],

[69]

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DFG-Schwerpunktprogramm SPP 1599: Caloric effects in ferroic materials: New concepts for cooling Project: Electrocaloric multilayer and radial cooling device concepts Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach,

Dr. rer. nat. Gunnar Suchaneck Mitarbeiter am IFE: Dipl.-Ing. Anja Kleiner, M.Sc. Rocco Liebschner Wiss. Zusammenarbeit:   TU Darmstadt, Fachbereich Material- und Geowis-

senschaften; Universität Duisburg-Essen, Institut für Materialwissenschaft; Fraunhofer IKTS, Dresden; Leibniz Universität Hannover, Institut für Montage-technik; IFW Dresden

Finanzierung: DFG Laufzeit: 11/2012 – 10/2018 Beschreibung/Ergebnisse: - Entwicklung einer Technologie zum reaktiven Sputtern elektrokalorischer

(Ba,Ca)(Zr,Ti)O3-Dünnschichten zur Herstellung von Multischichtkondensatoren mit Ni-Elektroden,

- Bewertung des zu erwartenden elektrokalorischen Effektes durch Messung der Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätszahl über dem Curie-Punkt,

- Untersuchung des elektrischen Durchbruchsverhaltens und der Degradation in ho-hen elektrischen Feldern,

- pyroelektrische Kalorimetrie des Zeitverlaufes der Enthalpie beim Anlegen eines elektrischen Feldes,

- Fertigung und Bewertung von Prototypen elektrokalorischer Kühler. Weiterführende Literatur: [1], [14-17], [51], [61-62] SFB/Transregio 39: Großserienfähige Produktionstechnologien für

leichtmetall- und faserverbundbasierte Kom-ponenten mit integrierten Piezosensoren und -aktoren (PT-PIESA)

Teilprojekt C8: Polarisationsbestimmung integrierter Piezokeramiken für die Prozesskontrolle und zerstörungsfreie Bauteil-prüfung

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach, Mitarbeiter am IFE: Dr. rer. nat. Gunnar Suchaneck Dipl.-Ing. Agnes Eydam Dipl.-Ing. Volker Krause Finanzierung: DFG Laufzeit: 07/2010 – 06/2018

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Beschreibung/Ergebnisse: - Aufbau eines Laserpuls-Messplatzes für Strukturbauteile mit integrierten Piezoke-

ramikelementen, - Bestimmung der thermischen und thermomechanischen Materialkennwerte (Wär-

meleitfähigkeit, Wärmekapazität, thermische Ausdehnungskoeffizienten), - Rekonstruktion der Polarisationsprofile unter der Berücksichtigung verrauschter

Signale und der Unsicherheit der Materialparameter. Weiterführende Literatur: [7-8], [24-27], [33], [40], [63]

DFG-Projekt: Nichtinvasive, orts- und zeitaufgelöste Messung von Schallgeschwindigkeiten zur Prozessüberwachung

Projektleiter: apl. Prof. Dr. rer. nat. et Ing. habil. Elfgard Kühnicke Mitarbeiter am IFE: Dipl.-Ing. Lukas Timmermann

Dipl.-Ing. Mario Wolf Finanzierung: DFG Laufzeit: 11/2013 – 10/2017 Beschreibung/Ergebnisse: -- Ziel: Entwicklung eines nichtinvasiven Verfahrens zur Überwachung von Mischvor-

gängen durch eine orts- und zeitaufgelöste Messung der Schallgeschwindigkeit mit-tels Ultraschall ohne Reflektoren an bekannten Positionen,

- Idee: Messung der Laufzeit bis zum Fokusort aus den Echos bewegter Streuteil-chen,

- Bestimmung von Schallgeschwindigkeit und Fokusort aus laufzeit- und wandler-spezifischer Kalibrierkurve,

- ortsaufgelöste Messung durch Verschiebung der Fokusorte mit einem Array, des-sen Elemente zeitverzögert angesteuert werden,

- Modellierung der Schallausbreitung in Medien mit sich kontinuierlich ändernden Ei-genschaften, Anwendung von Integraltransformation und Hochfrequenznäherung,

- Untersuchungen zum Einfluss von Streuteilchenkonzentration und –dichte und zum Einfluss der Dämpfung,

- Untersuchungen zur erreichbaren Zeitauflösung bei der ortsaufgelösten Messung der Schallgeschwindigkeit.

Weiterführende Literatur: [45-46], [65-68]

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DFG-Projekt: Überwachung von Temperatur und Denaturierung für die Hyperthermiebehandlung mit Hilfe nichtin-vasiver, orts- und zeitaufgelöster Messungen von Schallgeschwindigkeiten

Projektleiter: apl. Prof. Dr. rer. nat. et Ing. habil. Elfgard Kühnicke Mitarbeiter am IFE: Dipl.-Ing. Lukas Timmermann Dipl.-Ing. Mario Wolf Dr. rer. nat. Carmen Wolf Dr. rer. medic. Anke Burkhardt Finanzierung: DFG Laufzeit: 02/2015 – 01/2018 Beschreibung/Ergebnisse: - Ziel: Entwicklung eines nicht-invasiven Verfahrens zur orts- und zeitaufgelösten

Überwachung von Temperatur und Denaturierung durch orts- und zeitaufgelöste Messung der Schallgeschwindigkeiten der Longitudinal- und Transversalwelle,

- Idee: Entwicklung eines Verfahrens zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit der Longitudinalwelle durch Auswertung der Echosignale ruhender Streuteilchen,

- zusätzliche Ermittlung der Transversalwellengeschwindigkeit zur Trennung der Ein-flüsse von Temperatur und Denaturierung auf die Schallgeschwindigkeiten, quanti-tative Beschreibung der Denaturierung,

- erste Experimente zur Ermittlung der Longitudinalwellengeschwindigkeit aus den Echosignalen ruhender Streuteilchen (Experimente an Gewebe),

- erste Experimente zur Denaturierung an Eiweiß, Arbeiten zur Phantomherstellung. Weiterführende Literatur: [65]

DFG-Projekt: Entwicklung verbesserter Bildgebungsverfahren und neuartiger segmentierter Hochfrequenz-Ultra-schallwandler für die Ultraschallmikroskopie

Projektleiter: apl. Prof. Dr. rer. nat. et Ing. habil. Elfgard Kühnicke Dr.-Ing. Sylvia Gebhardt, Fraunhofer-IKTS Mitarbeiter am IFE: Dipl.-Ing. André Juhrig Dipl.-Ing. Sebastian Kümmritz Dipl.-Ing. Mario Wolf Dr. rer. medic. Anke Burkhardt

Wiss. Zusammenarbeit: Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS)

Finanzierung: DFG Laufzeit: 03/2016 – 02/2019 Beschreibung/Ergebnisse:

- Verbesserung der Bildgebung bei Schichtsystemen mit wechselnden und unbekann-ten Schallgeschwindigkeiten,

- Erweiterung der Prüfszenarien (Prüfung unter geneigten und gekrümmten Strukturen),

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- gleichzeitiges Prüfen in verschiedenen Tiefen (Neigungsbestimmung von Grenzflä-chen),

- Aufbau eines mehrkanaligen Ultraschallmikroskopiesystems, - Aufbau und Entwicklung segmentierter 40 MHz Annular-Arrays mit gleicher bzw.

besserer Auflösung als die konventioneller Prüfköpfe, - Bereitstellung neuer Messverfahren und -technik sowie speziell strukturierter Ultra-

schallprüfköpfe, mit denen das Schallfeld geschwenkt und fokussiert werden kann, - Weiterentwicklung des Schlickergussverfahrens zur Herstellung feinskaliger, sphä-

risch gekrümmter PZT-Polymer-Komposite mit Arbeitsfrequenzen über 40 MHz. Weiterführende Literatur: [38], [45-46], [55-56], [65-68]

DFG-Projekt: Nicht-invasive, gleichzeitige Bestimmung von Schichtdicken und Schallgeschwindigkeit mittels Ultraschall

Projektleiter: apl. Prof. Dr. rer. nat. et Ing. habil. Elfgard Kühnicke Mitarbeiter am IFE: Dipl.-Ing. Lukas Timmermann, Dipl.-Ing. André Juhrig, Dipl.-Ing. Mario Wolf, Dipl.-Ing. Ulrike Schmidt, Dr. Anke Burkhardt Finanzierung: DFG Laufzeit: 07/2017 – 07/2020

Beschreibung/Ergebnisse: - Ziel: Bereitstellung eines robusten, praxistauglichen Messverfahrens zur gleichzei-

tigen Schichtdicken- und Schallgeschwindigkeitsbestimmung geschichteter Struk-turen (aufbauend auf den bereits entwickelten Verfahren im Vorgängerprojekt),

- gleichzeitige Überprüfung von Materialgüte und Probengeometrie, - Verwendung einzelner Arrays ohne Reflektoren zur Untersuchung von einseitig zu-

gänglichen Strukturen, - signifikante Erhöhung der Genauigkeit auch für mehr als drei Schichten durch

Nutzung aller im Signal enthaltenen Informationen, - Entwicklung und Qualifizierung schneller Simulationsalgorithmen. Weiterführende Literatur: [45-46], [65-68]

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DFG-Projekt: Nanostrukturierte Absorptions- und Emissions-schichten für thermische Infrarotsensoren und Infrarotstrahler (ABSISIS)

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Mitarbeiter am IFE: Dr.-Ing. Marco Schossig Dipl.-Ing. Tobias Ott Finanzierung: DFG Laufzeit: 08/2015 – 07/2018 Beschreibung/Ergebnisse: - Abscheidung von nanostrukturierten Absorptions- und Emissionsschichten, - Untersuchung der physikalischen (optisch, elektrisch, mechanisch, thermisch) Ei-

genschaften von Mono- und Gradientenschichten, insbesondere Bestimmung der tiefenabhängigen Schichtporosität,

- Modellierung und Simulation der Schicht- und Bauelementeigenschaften, - Herstellung von Sensoren mit nanostrukturierter Absorptionsschicht und deren

messtechnische Charakterisierung, - Herstellung von thermischen Infrarotstrahlern mit nanostrukturierter Emissions-

schicht und deren messtechnische Charakterisierung. Weiterführende Literatur: [39] DFG-Projekt: Mesoporöse Hydrogele aus Mikroemulsionen und

verwandten Strukturen für hydrogelbasierte piezo-resistive Sensoren (MESOPOR)

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Mitarbeiter am IFE: Dr. rer. nat. Daniela Franke Finanzierung: DFG Laufzeit: 01/2018 – 12/2019 Beschreibung/Ergebnisse: - Herstellung von porösen Hydrogelschichten zur Verbesserung des

Ansprechverhaltens von Hydrogelsensoren, - Synthese von porösen, pH-sensitiven Hydrogelen, - Abscheidung von pH-sensitiven Polymer-Tensid-Strukturen, - Charakterisierung der Porosität mit verschiedenen bildgebenden Methoden, - Charakterisierung des Quellverhaltens mittels freier Quellung, - Herstellung hydrogelbasierter piezoresistiver Sensoren und deren messtechnische

Charakterisierung. Weiterführende Literatur: [9]

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Verbundprojekt: Leistungszentrum „Funktionsintegration für die

Mikro-/Nanoelektronik“ Teilvorhaben: Schwarzschichtabsorber/-emitter Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Mitarbeiter am IFE: Dr.-Ing. Volkmar Norkus, Dipl.-Ing. Sebastian Kümmritz,

Dipl.-Ing. Volker Krause, Ulrike Lehmann, Sabine Herbst, Dipl.-Ing. Tobias Ott Wiss. Zusammenarbeit: IPMS Dresden Finanzierung: SAB Laufzeit: 02/2016 – 12/2017 Beschreibung/Ergebnisse: - Entwicklung einer CMOS-kompatiblen Absorptionsschicht für IR-Sensoren und

-Emitter, - Messung der optischen Eigenschaften der Absorptionsschichten, - Schichtabscheidung auf 6“-Si-Wafern, - grundlegende Untersuchungen zum Einfluss technologischer Parameter auf die

Schichteigenschaften (Mono- und Gradientenschichten), - Untersuchungen zur Schichthomogenität, - Untersuchungen zur Strukturierung der Absorptionsschichten. Verbundprojekt: Entwicklung der Grundlagen für eine schnelle

Thermografiekamera mit wenigen Bildpunkten (IR-SimpleCam)

Projektleiter: Dr.-Ing. Volkmar Norkus Mitarbeiter am IFE: Dipl.-Ing. Steffen Junker, Dr.-Ing. Marco Schossig,

Dipl.-Ing. Volker Krause, Christian Norkus, Ulrike Lehmann

Wiss. Zusammenarbeit: Institut für Aufbau- und Verbindungstechnik der TU Dresden

Finanzierung: SAB Laufzeit: 05/2016 – 04/2018 Beschreibung/Ergebnisse: - Entwurf und Aufbau eines Messplatzes zur berührungslosen Messung der Oberflä-

chentemperatur von Silizium-Chips (Si-Chips), - Herstellung spezieller Si-Chips, - Untersuchungen zur thermischen Anregung von Si-Chips und zur Messung ihres

thermischen Zeitverhaltens, - Entwurf und Aufbau von speziellen IR-Sensoren, - messtechnische Charakterisierung der IR-Sensoren.

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Wachstumskern: Biologische Sensor-Aktor-Systeme auf der Basis von funktionalisierten Mikroorganismen (BioSAM)

Verbundprojekt 01: Hochintegrierte Ganzzellsensoren für die Umwelt- und Medizintechnik (HIGS)

Teilprojekt: Untersuchung und Modellierung eines Ganzzellsensors Projektleiter am IFE: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Mitarbeiter am IFE: PD Dr.-Ing. habil. Margarita Günther Wiss. Zusammenarbeit: Institut für Genetik (IfG), TU Dresden Institut für Werkstoffwissenschaft (IfWW), TU Dresden; Institut für Technik und Umweltrecht (ITUR), TU Dresden;

Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e.V., Meinsberg; CiS Institut für Mikrosensorik und Photovoltaik GmbH, Erfurt; UMEX GmbH Dresden

Finanzierung: BMBF Laufzeit: 01/2015 – 12/2017 Beschreibung/Ergebnisse: Zielstellung: Untersuchung und Modellierung eines Ganzzellsensors für die Umwelt- und Medizintechnik auf der Basis lebender Hefezellen mit kontrollierter Morpholo-gieänderung mit den Beiträgen: - Entwicklung eines Versuchsaufbaus zur Charakterisierung der Sensorkomponen-

ten, - messtechnische Untersuchung der Einflüsse (Morphologie, Vitalität, Expressions-

vermögen, allgemeine Strahlencharakteristik, elektrische Eigenschaftsänderung) durch Immobilisierung und S1-kompatible Einhausung,

- Entwurf eines physikalischen Modells des optischen Strahlengangs und der passi-ven elektrischen Eigenschaften der einzelnen Sensorkomponenten,

- Herleitung von Entwurfsrichtlinien für Packaging, Anregung und Detektion, impedi-metrische Sensorstrukturen sowie für die Signalverarbeitung aus dem Sensormo-dell.

Das Konzept für ein Sensormodul, basierend auf einer technologieschen Hybridin-tegration von Fluoreszenz- und Impedanz-Sensorik sowie von Komponenten zum S1-kompatiblen Packaging gentechnisch manipulierter Hefezellen und deren Validierung in realen Medien, wird in enger Zusammenarbeit mit den BioSAM-Projektpartnern er-arbeitet. Weiterführende Literatur: [29], [42], [52]

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Kooperationsprojekt: Smarte Infrarot-Mess- und Identifikations-systeme (SMARTIR)

Teilvorhaben: Entwicklung und Kalibrierung neuartiger ungekühlter IR-Kameras

Projektleiter: Dr.-Ing. habil. Helmut Budzier Mitarbeiter am IFE: Dr.-Ing. Volkmar Norkus, Dipl.-Ing. Volker Krause, Dipl.-Phys. Tobias Sandmann, Dipl.-Ing. Siegfried Kostka, Christian Norkus Finanzierung: SAB Laufzeit: 12/2015 – 07/2018 Beschreibung/Ergebnisse: - neuartige Mikrobolometersysteme für den mittleren Infrarotbereich, - digitale Signalverarbeitung für Mikrobolometer, - objektivunabhängige Kalibrierung für ungekühlte Thermografiesysteme, - langzeitstabile Sensorvakuumgehäuse. Weiterführende Literatur: [19-20], [47]

Kooperationsprojekt: Entwicklung miniaturisierter textilbasierter Sensoren für das kontinuierliche Monitoring

chronischer Wunden (Textilbasierte Wund-monitoringsensoren)

Gesamtprojektleiter: Dr.-Ing. Andreas Nocke (ITM)

Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach (IFE) Dipl.-Ing. Sibylle Hanus (TITV)

Projektleiter am IFE: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Mitarbeiter am IFE: Dipl.-Ing. Anna Schröter Projektpartner: TU Dresden / Institut für Textilmaschinen und Textile

Hochleistungswerkstofftechnik (ITM), Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland e. V. (TITV)

Finanzierung: AiF Laufzeit: 06/2013 – 02/2017 Beschreibung/Ergebnisse: - Entwicklung eines textilbasierten Wundmonitoringsensors zur impedimetrischen

Bestimmung wundheilungsspezifischer Parameter (z. B. pH-Wert, Exsudatmenge, NET-Konzentration, Laktatgehalt) als Mehrschichtfadensensor,

- Untersuchung der Sensoreigenschaften impedimetrischer, platinisierter und resisti-ver Fadensensoren im wässrigen Medium im Vergleich zu Dünnschichtlösungen,

- Untersuchungen der Stabilität, der Biokompatibilität und des Langzeitverhaltens der Wundmonitoringsensoren,

- messtechnische Charakterisierung und Modellierung der textilbasierten Sensoren, - Erarbeitung technologischer Lösungen zur Auswertung der Wunddaten sowie Ent-

wicklung und Charakterisierung eines anforderungsgerechten Messdatenerfas-sungssystems,

- Erarbeitung einer Verfahrensanweisung für die industrielle Umsetzung eines sen-sorbasierten Wundverbandsystems.

Weiterführende Literatur: [59]

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Verbundprojekt: Miniaturisierte, plasmonische Sensoreinheit, Messsystem-Integration und –validierung für die Vor-Ort-Analyse von Wasser auf anthropogene Schadstoffe (ANTHROPLAS)

Teilvorhaben: Beschichtung nanostrukturierter Substratoberflächen zur Erstellung plasmonisch aktiver Sensorsubstrate

Projektleiter: PD Dr. habil. Thomas Härtling Wiss. Zusammenarbeit: Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und

Systeme IKTS Finanzierung: BMBF Laufzeit: 10/2015 – 09/2018 Beschreibung/Ergebnisse: - Entwicklung und praxisnahe Erprobung einer feldeinsatzfähigen Analytik für anth-

ropogene Spurenschadstoffe zum Einsatz in Wasseraufbereitungsanlagen, - Weiterentwicklung der Oberflächenplasmonresonanz-(SPR)-Spektroskopie hin zu

einer robusten, zuverlässigen und miniaturisierten vor-Ort-Spektroskopie, - Demonstration der zielgenauen Steuerung der Wasseraufbereitung, z. B. durch

Ozonierung, um den Reinigungsprozess sicherer, effizienter und kostengünstiger zu gestalten.

Weiterführende Literatur: [13]

Verbundprojekt: Tauchfähiger Brechzahlsensor als Technolo-gieplattform für Prozess- und Umweltmoni-toring (TauSenT)

Teilvorhaben: Entwicklung pH- und ethanolsensitiver Hydrogele zur Beschichtung optischer Transducer

Projektleiter: PD Dr. habil. Thomas Härtling Wiss. Zusammenarbeit: Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und

Systeme IKTS Finanzierung: BMBF Laufzeit: 01/2017 – 12/2019 Beschreibung/Ergebnisse: - Entwicklung einer multisensorischen Plattform zur Parameterdetektion in Flüssig-

keiten, insbesondere für Brechzahl, pH-Wert und Ethanolgehalt, - Anpassung der Messplattform an die Bedingungen im Brauereiwesen, - Funktionsdemonstration der Überwachung des Gärprozesses in Gärtanks.

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Projekt: Verbundvorhaben: Herstellung von SmSx-Targets sowie Schichtabscheidung von sensorisch aktiven, hochpräzisen und stabilen SmSx-Halbleiter-Dünnschichten durch Magnetron-Sputtern (SmS-Sputtern)

Teilprojekt: Entwicklung Beschichtungstechnologie zur Abscheidung der SmSx-Schichten durch Magnetron-Sputtern

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Mitarbeiter am IFE: Dipl.-Phys. Annekatrin Delan Dipl.-Ing. Dominic Hecker Wiss. Zusammenarbeit: Sindlhauser Materials GmbH Finanzierung: BMWi / ZIM-Kooperationsprojekt Laufzeit: 3/2016 – 2/2018 Beschreibung/Ergebnisse: - Ziel: Entwicklung einer Herstellungstechnologie für hochreine, homogene Targets

aus SmSx sowie Entwicklung einer Beschichtungstechnologie zur Abscheidung von SmSx-Dünnschichten durch Magnetron-Sputtern,

- Abscheidung haftfester und chemisch stabiler SmSx-Dünnschichten durch Mag-netron-Sputtern,

- Verbesserung der Empfindlichkeit und Erhöhung des Temperaturbereichs von SmSx-Schichten durch Einsatz hochreiner Materialien sowie Schichtherstellung durch Beschichtung im Vakuum,

- Anwendungen der Schichten im Sensorik-Bereich (z. B. für die Herstellung von Dehnungsmesselementen).

Projekt: Verbundvorhaben: Bauteilintegrierte Sensorik für Kraftübertragungselemente in Windenergieanla-gen (BiSWind)

Teilprojekt: Energie-Harvesting durch piezoelektrische Dünnschichten Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Mitarbeiter am IFE: Dipl.-Ing. Dominic Hecker Dipl.-Phys. Annekatrin Delan Wiss. Zusammenarbeit: Schaeffler Technologies AG & Co. KG, Herzo-

genaurach, VTD Vakuumtechnik Dresden GmbH, Dresden, Siegert Thinfilm Technology GmbH, Hermsdorf, Schaeffler Engineering GmbH, Werdohl, Micro Systems Engineering GmbH, Berg, Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP, Dresden, Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Dresden, Uni-versität Bremen, Bremer Institut für Messtechnik, Automatisierung und Qualitätswissenschaft (BIMAQ), Technische Universität Ilmenau, Fach-gebiet Mikromechanische Systeme und Elektro-niktechnologie

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Finanzierung: BMWi-Verbundprojekt Laufzeit: 12/2015 - 11/2018 Beschreibung/Ergebnisse: - Ziel: Entwicklung eines autarken Messsystems zum Condition Monitoring auf Basis

bauteilintegrierter Sensorik, - überwachte Messgrößen: Drehmoment, Bauteiltemperatur, Vibrationen und Dreh-

zahl, - Robustheit des Systems gegen Alterung, Beständigkeit gegen (aggressive) Medien

wie zum Beispiel Kühlmittel, Schmierstoffe, Feuchtigkeit und Taumittel, - Erforschung von Technologien und Konzepten, um Sensoren und Leiterbahnen di-

rekt, unter Verzicht von Klebeverbindungen, auf rotationssymmetrischen Bauteil-oberflächen mittels Dünnschichttechnologie und Mikrostrukturtechnik zu integrie-ren,

- Schwerpunkte des Teilprojektes: Entwicklung hocheffizienter Energy Harvester, um die Energieversorgung der Sensorelemente sicherzustellen, Entwicklung eines angepassten Moduls zur Energiegewinnung mit hoher Stabilität auf Basis piezo-elektrischer Schichten, Verringerung der Defektdichte der Isolationsschichten.

ESF-Projekt: Orientierungsplattform Forschung & Praxis (OFP) Gesamtprojektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Hans-Georg Krauthäuser Projektleiter am IFE: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Mitarbeiter am IFE/Fak. EuI: Dr.-Ing. Julia Kuß Dipl.-Wirt.-Inf. Daniel Knöfel Finanzierung: ESF (Europäischer Sozialfonds) Laufzeit: 05/2016 – 04/2018 Beschreibung/Ergebnisse: - Erhöhen der intrinsischen Motivation der Studierenden des ersten bis vierten Se-

mesters aus den beteiligten Fakultäten Chemie und Lebensmittelchemie, Elektro-technik und Informationstechnik, Informatik, Maschinenwesen und Mathematik zur Steigerung des Studienerfolges,

- im Grundstudium Einblicke in fachbezogene Forschungsprojekte gewähren, - Aufzeigen von Anwendungsbereichen des im Studium erworbenen Wissens, - Formate an der Fakultät EuI 2017:

Firmenrallye / Exkursionen zu Wacker AG (18.1.2017), ESG Elektroniksystem- und Logistik-GmbH (24.-25.4.2017; 20.-21.11.2017), PARTZSCH Elektromoto-ren e.K. (11.5.2017), XENON Automatisierungstechnik GmbH (31.5.2017), Preh Car Connect GmbH (8.11.2017), CLAAS und T-Systems Multimedia So-lutions GmbH (8.12.2017),

BeING Inside – Interdisziplinäre Ingenieurspraxis (gemeinsam mit der Fachrich-tung Chemie und BASF Schwarzheide, 6.-12.6.2017),

Workshop „Rookie wird Ingenieur“ (30.8.2017) mit BASF Schwarzheide Cascasde Microtech, DAS Environmental Expert, Leadec Industrial Services, Rail Power Systems, SMT Elektronik, Splu Experts, USK Karl Utz Sonderma-schinen und XENON Automatisierungstechnik,

Praxis Invasion – Anwendung theoretischer Grundlagen zur Lösung von Prob-lemstellungen aus dem Arbeitsalltag von Praxispartnern (1.12.2017).

Weitere Informationen: https://tu-dresden.de/deinstudienerfolg/ofp

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ESF-Projekt: Entwicklung von Online-Self-Assessments (OSA) für ausgewählte Studiengänge der TU Dresden mit besonderem Fokus auf MINT-Fächer

Gesamtprojektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach, Prof. Dr. Thomas Köhler (Medienzentrum) apl. Prof. Dr. Carmen Hagemeister (Fak. Psychologie) Mitarbeiter am IFE/Fak. EuI: Dr.-Ing. Julia Kuß Dr. rer. medic Anja Abdel-Haq Finanzierung: ESF (Europäischer Sozialfonds) Laufzeit: 09/2016 – 08/2018 Beschreibung/Ergebnisse: - Entwicklung eines webbasierten Selbsteinschätzungstests für den Studiengang

Elektrotechnik an der TU Dresden, - flankierendes Informations- und Beratungsangebot für das Präsenzstudium, - Abgleich der individuellen Kompetenzen, Interessen und Erwartungen der Studien-

interessierten und Studienanfänger mit den Anforderungen und tatsächlichen In-halten des Studiengangs,

- Fördern einer bewussten Studienwahlentscheidung, um den Studienerfolg zu er-höhen und Studienabbrüchen entgegenzuwirken,

- Test von fachlichem Vorwissen und Fachkompetenzen anhand von problemorien-tierten Fachaufgaben,

- erste Version des OSA-Prototyps wurde erstellt und mit Studienanfängern evalu-iert.

Weitere Informationen: https://tu-dresden.de/deinstudienerfolg/osa Marie Curie Action: Autonomous Soft Robots Without

Electronics - ANSWER Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Mitarbeiter am IFE: Dr.-Ing. Markus Henke Projektpartner: Biomimetics Lab, Auckland Bioengineering Institute,

The University of Auckland, Auckland, New Zealand Finanzierung: Europäische Kommission Laufzeit: 06/2016 – 08/2018 Beschreibung/Ergebnisse: - Entwicklung von multifunktionalen dielektrischen Elastomeren (DEs) für bionische Ro-

boter, - Modellierung und Simulation von DE-Aktoren, Sensoren, Logikschaltungen und Oszil-

latoren, - Entwicklung von bionischen Robotern. Weiterführende Literatur: [11], [31-32]

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4.3. Laboratorien und Ausrüstungen Das IFE verfügt über technische Ausrüstungen, die die Bearbeitung anspruchsvoller wissenschaftlicher Aufgabenstellungen und Projekte ermöglichen. Im Einzelnen stehen uns folgendermaßen ausgestattete Labors zur Verfügung: Sensortechnologielabor: Präzisionskristallbearbeitung durch Sägen, Schleifen, Läppen und Polieren (PM2A,

Struers) Fotolithografie Bonder (Typ 1419 und 4126, K&S) Vakuumlabor: Multi-Target-Sputteranlage (LS703S, von Ardenne Anlagentechnik) Sputteranlagen Ionenstrahlätzanlagen (scia Mill 150, scia Systems GmbH; Microetch 301 A,

Veeco) RIE/PECVD-Anlage (Plasmalab 80 Plus, Oxford Plasma Technology)

Plasmatechniklabor: Vakuumanlage zur Erzeugung von Nanopartikeln und Nanokompositschichten 60 MHz–PECVD-Quelle zur Abscheidung von Plasmapolymer- und anorganischen

Kompositschichten Gasflusssputterquelle für die Erzeugung anorganischer Nanopartikel Vakuumbeschichtungsanlage Pfeiffer PLS570 mit Pulssputtertechnologie RF-Sputteranlage Perkin-Elmer 2400 Plasmareiniger (Mikrowelle und RF) Plasma Electronic MR300D Prozessbegleitende Messtechnik: abtastendes Schichtdickenmessgerät (Profiler Dektak) FTIR-Spektrometer (Spectrum 2000, Perkin Elmer) Laserinterferometer (SP 120, SIOS) Zweistrahl-Laservibrometer (Polytec) Ellipsometer Plasmos SD2000 optisches Kontaktwinkelmessgerät DataPhysics OCA20/6 PC-gesteuerte Messplätze: dielektrische und pyroelektrische Eigenschaften ferroelektrischer Materialien LIMM- (Laserintensitätsmodulationsmethode) Messplatz zur Bestimmung der

tiefenaufgelösten Polarisation in Piezo-, Pyro- und Ferroelektrika Sensorkenngrößen von Infrarot-Sensoren (Einelementsensoren, Zeilen, Arrays) Druckanregung Feuchte- und Temperaturanregung Hochtemperatursystem (Novotherm HT 1200) Messung von Resonanzeigenschaften Bestimmung des dynamischen Verhaltens von mikromechanischen Strukturen Einflussanalyse der Betriebstemperatur und der Betriebszeit Messplatz für Gassensoren

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IR-Applikationslabor: Schwarze Strahler (MIKRON M300, DIAS, HGH RCN 300) Pyrometer (Heimann, infra sensor, Raytek) Linien- und 2D-Kameras (DIAS) Thermovisionsgerät (Inframetrics) Klimaschrank (mytron WB60KH) Ultraschallmesslabor: scannendes Ultraschallmikroskop D6000 (Sonoscan) im Frequenzbereich

10…230 MHz einkanalige Ultraschallprüfsysteme für die zerstörungsfreie Prüfung US-Schallfeldmessplatz mit Verschiebeeinrichtungen in allen drei Raumrichtungen 8-kanaliges US-Sende-Empfangs-System mit AD-Wandlung (125 MS/s Abtastrate

je Kanal) zur Signalauswertung 10-kanaliges US-Sende-Empfangs-System mit AD-Wandlung (500 MS/s Abtastrate

je Kanal) für Mikroskopieanwendungen (bis 200 MHz) Messsystem zur Schallgeschwindigkeitsbestimmung in Fluiden ohne Referenz-

reflektoren (einkanalig, Verschiebeeinrichtungen in zwei Raumrichtungen, Thermostat)

Ultraschall-Ringarrays (3…10 MHz), fokussierende Schallköpfe (8…100 MHz) CAE-Labor: Software: ANSYS, PSpice, Matlab, LabView, LabJack, Testpoint

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5. GRADUIERUNGSARBEITEN

5.1. Habilitation [HABIL 1] Melinda Varga: Wireless flexible electrodes for intraoperative neu-

romonitoring TU Dresden, Fakultät Elektrotechnik und Informa-

tionstechnik Mentor: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Tag der Verteidigung: 18. September 2017 An exciting area of future growth in the electronics industry is represented by the development of biomedical electronic systems, devices and instruments that restore health or support emerging biotechnologies. Aging populations as well as constantly increasing healthcare costs raise needs for efficient and reliable biomedical electronic systems in order to treat neurological disorders, replace limbs or complement patient’s vital functions. Neuro-prosthetic devices are electronic devices that can provide input and links to the nervous system and by sending electrical impulses. They can restore various functions such as hearing or vision. Neural electrodes are an important part of neuro prosthetic devices as they are capable of interfacing with the nervous system at the cellular level by transducing ionic biological signals to electronic signals. They can be used to localize nerve fibers and to test the function and intact structure of these during surgeries. 5.2. Dissertationen 2017 wurden durch den Lehrstuhl für Festkörperelektronik insgesamt 15 Disserta-tionen (davon 5 externe) betreut. Folgende Dissertationen konnten erfolgreich ab-geschlossen werden: [DISS 1] Markus Klemm: Acoustic Simulation and Characterization of Capaci-

tive Micromachined Ultrasonic Transducers TU Dresden, Fakultät Elektrotechnik und Informa-

tionstechnik Betreuender Hochschullehrer: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Tag der Verteidigung: 10. April 2017 The aim of this thesis is the development of simulation and characterization methods for capacitive ultrasonic transducers (CMUT) useable for application development. A nonlinear simulation model for CMUT cells is implemented, which allows to find the

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best CMUT design by a genetic optimization procedure. For the verification of fabricated CMUTs against simulation results and specification sheets, acoustic measurement procedures for the characterization of CMUT cell designs are developed. They are based on decoupling the sound field from the individual cell characteristics to measure the send- and receive sensitivity of CMUTs. Another possibility to assess the acoustic characteristics is the electrical impedance measurement. A nonlinear analytic model for the electrical impedance of CMUT is invented and used for design evaluation. A wafer level test procedure for an end-of-line quality assurance based on electrical impedance measurements closes the loop from simulation to fabricated CMUT. The thesis finished with further ideas for improving the CMUT technology and measurement procedures. Veröffentlichung: M. Klemm: Acoustic simulation and characterization of capacitive micromachined ultrasonic transducers. Dresdner Beiträge zur Sensorik, Band 66, Dresden: TUDpress 2017. [DISS 2] Carola Jorsch: Implantierbare Sensoren auf Hydrogelbasis TU Dresden, Fakultät Chemie und Lebensmittel-

chemie Betreuende Hochschullehrer: Prof. Dr. rer. nat. habil. Brigitte Voit PD Dr.-Ing. habil. Margaritta Günther Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Tag der Verteidigung: 12. Mai 2017 In der vorliegenden Arbeit wurde eine neue Klasse von implantierbaren biochemischen Sensoren bezüglich ihrer Sensitivität im physiologisch relevanten pH- (pH 7,4) sowie Glukose-Konzentrationsbereich (2 - 20 mM) entwickelt und untersucht. Die Glukose-sensitiven Hydrogele basieren auf der Bindung von 5-fach-Zuckern an Boronsäure-gruppen, die in einem Acrylamid-basierten Hydrogel mit N,N′-Methylenbisacrylamid (BIS) als Vernetzter (AAm/APB/BIS, 80/20/0,75 mol%) verankert sind. Weiterhin konn-ten pHsensitive Hydrogele auf Basis von 2-(Dimethylamino)ethyl Methacrylate (DMAEMA), Hydroxypropyl-methacrylat (HPMA) sowie Tetraethyleneglycol dimetha-crylate (TEGDMA) als Vernetzter in unterschiedlichen Zusammensetzungen und Ge-ometreinuntersucht werden. Die verwendeten Hydrogele wurden hinsichtlich der Diffusionsprozesse sowie ihrer Quellkinetik charakterisiert, um deren Sensitivität, Selektivität, Reproduzierbarkeit und Ansprechzeit gegenüber den physiologischen Parametern (pH, pCO2, Glukose) zu verbessern. Die aufgebauten pCO2-Sensoren zeigten vielversprechende Ansprech-zeiten von wenigen Minuten. Die Glukose und pH-Sensoren wiesen im physiologi-schen Medium (PBS) deutlich höhere Ansprechzeiten von mehreren Stunden auf. Die Kombination von piezoresistiven Drucksensoren mit Stimuli-sensitiven Hydrogelen bietet nicht nur eine große Vielfalt bezüglich der zu detektierenden Analyten, sondern ermöglicht auch miniaturisierte und implantierbare Sensoren für die kontinuierliche Er-fassung von physiologischen Parametern. So war die Verkapselung zum Schutz und zugleich zur Gewährleistung der Biokompatibilität und ohne Beeinträchtigung der

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Funktionalität und Flexibilität der elektronischen Bauteile das Ziel. Dazu wurden die Sensoren mit dem Polymer Parylene C eingehaust, das zusätzlich eine Polyethy-lenglykolschicht enthielt. Hierfür wurden Blockcopolymere mittels Ringöffnungspoly-merisation synthetisiert, die Polyaminosäuren als Linkermoleküle und PEG zur geziel-ten Funktionalisierung enthalten. Nach kovalenter Anbindung an die inerte Parylene C-Oberfläche zeigten sich deutlich veränderte Oberflächeneigenschaften und eine verbesserte Zellkompatibilität und Hämokompatibilität. Zudem wurde der sogenannte Tarnkappeneffekt von PEG-Ketten, die sich in der Schicht nach außen ausrichten, festgestellt. Damit wurde die Adsorption von Proteinen (Fibronektin, Fibrinogen), die in Entzündungsreaktionen, der Zelladhäsion sowie der Blutgerinnung maßgebend sind, deutlich verringert. [DISS 3]: Kangfa Deng: Force-compensated hydrogel-based pH sensors TU Dresden, Fakultät Elektrotechnik und Informa-

tionstechnik Betreuender Hochschullehrer: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Tag der Verteidigung: 07. August 2017 For conventional open-loop hydrogel-based pH sensors, the sensor performance, like the response time and the long-term stability, is often limited by the slow cooperative diffusion process of hydrogels. In contrast, sensors using the force compensation approach (called closed-loop sensors) exhibit a faster dynamic response. This sensor concept capitalizes on the fact that a compensation pressure arising from an actuator can suppress the hydrogel’s swelling, accelerate the hydrogel’s diffusion process and, eventually, improve the sensor’s dynamic behaviour. However, this sensor is hard to miniaturize due to the macro-scale pressure actuator; the design rules are not completely clear yet, such as the influence of the controller’s parameters and the components’ characteristic dimensions on the sensor performance. To meet these above-mentioned challenges and to further improve the sensor performance, a miniaturized closed-loop sensor is developed. In particular, a micro-actuator with a high energy density is applied to replace the previous macroscopic actuator; most of the sensor components are manufactured by the microfabrication technology. To achieve a deep understanding of the force compensation method on hydrogel-based sensors, a system-level simulation, a thermal simulation and a mechanical simulation are conducted, respectively. Those simulation results provide detailed guidelines for the sensor design, such as the key control parameters to ensure system stability and to accelerate the sensor’s transient response, the crucial component sizes to obtain the improved temperature homogeneity of hydrogels, the key factors to alleviate the packaging-induced residual stress, etc. This miniaturized sensor prototype is tested by considering the transient response, the reproducibility and the transfer characteristics. This sensor exhibits a wide operating pH range 4…10, a maximum sensitivity of -4.4 K/pH, and a maximum reduction of 77 % in response time compared to conventional open-loop sensors. Both the simulation and experimental results demonstrate that the sensor performance of this miniaturized sensor can be improved by means of the force compensation approach. The versatility

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of this approach can be further studied in other bending-plate-based chemical sensors and biosensors. Veröffentlichung: K. Deng: Force-compensated hydrogel-based pH sensors. Dresdner Beiträge zur Sensorik, Band 67, Dresden: TUDpress 2017. [DISS 4]: Christian Bellmann Leistungslose Feuchteschwellwertschalter TU Dresden, Fakultät Elektrotechnik und Informa-

tionstechnik Betreuender Hochschullehrer: Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Tag der Verteidigung: 01. September 2017 Die Dissertation beschäftigt sich mit der Konzeption, der Auslegung und dem Aufbau eines leistungslosen, feuchtesensitiven Schwellwertschalters auf der Grundlage des BIZEPS Konzepts (Binary Zero-Power Sensor). Die sensorische Funktion wird hierbei durch eine feuchtesensitive Polymerschicht auf der Siliziumbiegeplatte des Sensor-elements realisiert, welche in Abhängigkeit von der Messgröße quillt. Diese Quellung wird mittels des bimorphen Effekts in eine mechanische Auslenkung der Biegeplatte transformiert, damit ein dort fixierter Kontakt sicher geschlossen werden kann. Der Schwellwert des Sensors lässt sich beispielsweise über den Abstand der Teilelektro-den einstellen. Schwerpunkt dieser Arbeit war die Realisierung von Sensoren, basierend auf dem Bimorpheffekt, deren erfolgreicher Funktionsnachweis sowie die Charakterisierung von wichtigen Einflussgrößen. Hierfür dienten theoretische Berechnungen und prakti-sche Versuche. Als feuchtesensitive Schicht wurde das Hydrogel Polyvinylalkohol/Polyacrylsäure (PVA/-PAS) ausgewählt. Um eine maximale und definiert gerichtete Deformation der bimorphen Struktur aus Bewegungssystem und feuchtesensitiver Schicht zu errei-chen, muss letztere strukturiert werden. Die benötigten Parameter, insbesondere der Einfluss von Form sowie Bedeckungsgrad, wurden mit FE-Simulationen numerisch berechnet. Die Änderungen des Wassergehalts, der Glasübergangstemperatur und des komplexen E-Moduls von PVA/PAS wurden mittels dynamischer Feuchtebela-dungsmessungen und mechanischer Zugversuche ermittelt. Damit wurden die Quel-lungshysterese und die Sensitivität charakterisiert. Das Bewegungssystem mit der Kontaktfläche für den elektrischen Mikrokontakt wurde durch ein biegesteifes Zentrum auf einer Biegeplatte aus Silizium realisiert. Allerdings versteift dies die Biegeplatte. Deshalb wurden hierzu geeignete Geometrie- und Grö-ßenverhältnisse analytisch und numerisch untersucht. Das Ziel dabei war, eine große Deformation der bimorphen Struktur, bestehend aus der feuchtesensitiven Schicht und dem Bewegungssystem, zu erreichen. Die erzielten Ergebnisse wurden anschließend zur Herstellung von Demonstratoren verwendet und damit das zeitliche Schaltverhal-ten sowie die Wechselwirkungen zwischen der feuchtesensitiven Schicht und dem

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Bewegungssystem untersucht. Neben dem Funktionsnachweis wurden die Ergebnisse mit dem Finite-Elemente-Modell verglichen. Veröffentlichung: C. Bellmann: Leistungslose Feuchteschwellwertschalter. Dresdner Beiträge zur Sensorik, Band 68, Dresden: TUDpress 2017.

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5.2. Diplomarbeiten (in Klammern: Betreuender Hochschullehrer / Betreuer) [DA 1] Daniel Seidel:

Berührungslose Temperaturmessung an miniaturisierten Infrarotstrahlungs-quellen hoher Temperatur (Prof. Dr.-Ing. habil. G. Gerlach / PD Dr.-Ing. habil. H. Budzier, Dipl.-Ing. T. Ott)

[DA 2] Hans Liebscher: Design und Umsetzung einer Messelektronik für die frequenzmodulierte Auswertung eines plasmonischen Fluidsensors (Prof. Dr.-Ing. habil. G. Gerlach / PD Dr. rer. nat. et Ing. habil. T. Härtling)

5.3. Masterarbeiten [MA 1] Meenu Selvaraj:

Electrospray ionization (ESI) deposition of carbon nanotubes (CNTs) under vacuum conditions (Prof. Dr.-Ing. habil. G. Gerlach / Dr.rer.nat. G. Suchaneck, Dipl.-Ing. D. Hecker)

[MA 2] Panpan Bao: Entwicklung und Charakterisierung eines geschlossenen mikrophysiolo-gischen Systems für zirkulierende Zellen (Prof. Dr.-Ing. habil. G. Gerlach / PD Dr.-Ing. habil. M. Günther, Dipl.-Ing. M. Busek [Fraunhofer IWS, Dresden])

[MA 3] Varun Kumar Katepally: Automatically controlled high-precision heat source (Prof. Dr.-Ing. habil. G. Gerlach / Dr. M. Seilmayer [HZDR, Rossendorf])

5.4. Studienarbeiten [SA 1] Silvio Dickert:

Entwurf und Aufbau einer steuerbaren Dosiereinrichtung (apl. Prof. Dr. rer. nat. et Ing. habil. Kühnicke, Dipl.-Ing. A. Juhrig)

[SA 2] Panpan Bao: Optimierung der Pumpgeometrie von pneumatisch betriebenen Mikropum-pen zur Mikroperfusion von adhärenten Zellen (Prof. Dr.-Ing. habil. G. Gerlach, Dipl.-Ing. M. Busek [Fraunhofer IWS, Dresden])

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[SA 3] Linda Felsberg:

Thermische Regelung eines Drucksensors auf MEMS-Basis (Prof. Dr.-Ing. habil. G. Gerlach, Dipl.-Ing. S. Binder)

[SA 4] Marcel Gehringer: Entwicklung eines automatisierten Messplatzes zur Charakterisierung chemischer Sensoren (Prof. Dr.-Ing. habil. G. Gerlach, Dipl.-Ing. S. Binder)

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6. VERÖFFENTLICHUNGEN

6.1. Buchreihe: Dresdner Beiträge zur Sensorik Seit 1996 wird von G. GERLACH die Buchreihe „Dresdner Beiträge zur Sensorik“ he-rausgegeben, in der herausragende wissenschaftliche Beiträge der TU Dresden, insbesondere auch des Institutes für Festkörperelektronik, publiziert werden. Zu den bisher vorliegenden 64 Bänden sind 2017 vier weitere Bände hinzugekommen. Alexander Tempelhahn: Verschlusslose mikrobolometerbasierte radiometrische Infra-rotkameras. Dresdner Beiträge zur Sensorik, Band 65. Dresden: TUDpress 2017. Markus Klemm: Acoustic simulation and characterization of capacitive micromachined ultrasonic transducers. Dresdner Beiträge zur Sensorik, Band 66, Dresden: TUDpress 2017. Kanfa Deng: Force-compensated hydrogel-based pH sensors. Dresdner Beiträge zur Sensorik, Band 67, Dresden: TUDpress 2017. Christian Bellmann: Leistungslose Feuchteschwellwertschalter. Dresdner Beiträge zur Sensorik, Band 68, Dresden: TUDpress 2017. 6.2. Buchkapitel

1. G. Suchaneck, O. Pakhomov, G. Gerlach: Electrocaloric Cooling. In: O. Ekren

(Ed.): Refrigeration. Chapter 2. Rijeka: InTech 2017. 19-43. DOI: 10.5772/intecho-pen.68599, ISBN 978-953-51-3498-5 (Online), 978-953-51-3497-8 (Print).

6.3. Zeitschriftenaufsätze 2. H. Balke, G. Suchaneck: On the linear coupling of mechanical and magnetic fields

in magnetoelectrical composites. AIP Advances 7 (2017) 060901.

3. S. Binder, A. T. Krause, B. Voit, G. Gerlach: Bisensitive hydrogel with volume com-pensation properties for force compensation sensors. IEEE Sensor Letters 2 (2017) 3, DOI: 10.1109/LSENS.2017.2774922. 

4. C. Cherif, R. Hickmann, A. Nocke, M. Schäfer, K. Röbenack, S. Wießner, G.

Gerlach: Development and testing of controlled adaptive fiber-reinforced elastomer composites. Textile Research Journal (2016) 1 - 9. DOI: 10.1177/0040517516679151

37

5. K. Deng, G. Mu, M. Guenther, G. Gerlach: Control of a hydrogel-based thermal actuator in closed-loop configuration. Procedia Engineering 168 (2016), 1504-1508.

6. K. Deng, C. Bellmann, Y. Fu, M. Rohn, M. Guenther, G. Gerlach: Miniaturized

force-compensated hydrogel-based pH sensors. Sensors and Actuators B 255 (2018) 3, 3495-3504.

7. A. Eydam, G. Suchaneck, G. Gerlach: Thermal pulse method for non-destructive characterization of integrated piezoelectric transducers. Procedia Engneering 168 (2017) 848-851.

8. A. Eydam, G. Suchaneck, G. Gerlach: Polarisationsbestimmung integrierter Pie-

zokeramiken mittels Wärmeschwingungen und Wärmepulsen. Technisches Mes-sen 84 (2017) S1, S81-S87.

9. D. Franke, S. Binder, G. Gerlach: Performance of fast-responsive, porous cross-

linked poly(N-isopropylacrylamide) in a piezoresistive microsensor. IEEE Sensor Letters 2 (2017) 3, DOI: 10.1109/LSENS.2017.2773626 

10. G. Gerlach, R. Tutsch: 18. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme

2016. Editorial und Gastherausgeberschaft. Technisches Messen 84 (2017) 6, 371-372.

11. E.-F. M. Henke, S. Schlatter, I. A. Anderson: Soft dielectric elastomer oscillators

driving bioinspired robots. Soft Robotics (2017), https://doi.org/10.1089/soro.2017.0022. 12. M. Rio, S. Bola, R. H. W. Funk, G. Gerlach: Microfluidic biochip for studying cellular

response to nonhomogeneous DC electric fields. Procedia Technology 27 (2017), 250-251.

13. N. Steinke, M. Rio, R. Wuchrer, C. Schuster, E. Ljasenko, D. Knopp, G. Gerlach,

T. Härtling: Detection of diclofenac molecules by planar and nanostructured plas-monic sensor substrates. Sensors and Actuators B 254 (2017), 749-754.

14. G. Suchaneck, A. S. Starkov, I. A. Starkov, A. I. Dedyk, G. Gerlach: Hysteresis

phenomena in relaxor ferroelectrics: consideration of polar nanoregions. Physica Status Solidi B (2017), 1700245.

15. G. Suchaneck, E. Chernova, A. Kleiner, R. Liebschner, L. Jastrabík, D. C. Meyer,

G. Gerlach, A. Dejneka: Vacuum-ultraviolet ellipsometry spectra and optical prop-erties of Ba(Zr,Ti)O3 thin films. Thin Solid Films 621 (2017), 58-62.

16. G. Suchaneck, G. Gerlach: Adapting BaTiO3-based relaxor ferroelectrics for elec-

trocaloric application. Ferroelectrics 515 (2017), 1-7. 17. G. Suchaneck, G. Gerlach: The impact of the P-E hysteresis on the performance

of electrocaloric cooling. Ferroelectrics 516 (2017), 1-7.

38

6.4. Vorträge in Sammelbänden

18. S. Binder, G. Gerlach: Reduktion der Ansprechzeit Hydrogel-basierter Sensoren. In: 13. Dresdner Sensor-Symposium, Dresden, 04.-06.12.2017, DOI 10.5162/13dss2017/P3.05 (http://www.ama-science.org/proceedings/listing/2698).

19. H. Budzier, G. Gerlach: Grenzen der thermischen, räumlichen und zeitlichen Auf-lösung ungekühlter Thermografiekameras. Temperatur 2017, Berlin, 17./18.05.2017.

20. H. Budzier, G. Gerlach: Grenzen der thermischen, räumlichen und zeitlichen Auf-

lösung ungekühlter Thermografiekameras. Thermographie-Kolloquium 2017, Ber-lin, 28./29.05.2017.

21. A. Delan, R. Ngoumeni, K. Vondkar, D. Glöß, G. Gerlach: Eigenschaften von

Samariumsulfidschichten für Sensoranwendungen. In: 13. Dresdner Sensor-Symposium, Dresden, 04.-06.12.2017, DOI 10.5162/13dss2017/P3.03 (http://www.ama-science.org/proceedings/listing/2698).

22. J. Erfkamp, M. Günther, G. Gerlach: Entwicklung von piezoresistiven

Hydrogelsensoren zum Nachweis von Ethanol. In: 13. Dresdner Sensor-Symposium, Dresden, 04.-06.12.2017, DOI 10.5162/13dss2017/P2.04 (http://www.ama-science.org/proceedings/listing/2698).

23. J. Erfkamp, M. Günther, G. Gerlach: Entwicklung eines piezoresistiven Bioaffini-tätssensors auf Aptamer-Hydrogel-Basis zum Nachweis von Thrombin. Infotag Ap-tamere 2017, Frankfurt am Main, 3. April 2017, Abstracts, S.17.

24. A. Eydam, G. Suchaneck, G. Gerlach: Evaluation of integrated piezoelectric trans-

ducers by a thermal pulse method. AMEC-2016, the 10th Asian Meeting on Elec-troceramics, Dec. 04-07, 2016, Taipei (Taiwan), Program and Abstract book, p. 109.

25. A. Eydam, G. Suchaneck, G.Gerlach: Thermal wave and thermal pulse studies of

the impact of manufacturing technology on the polarization of piezofiber compo-sites. In: AMA Conferences 2017 with SENSOR and IRS². Nuermberg Exhibition Centre, Germany, 30.05.–01.06.2017. Wunstorf: AMA Service GmbH, 420-423.

26. A. Eydam, G. Suchaneck, G. Gerlach: Influence of the measurement system on

the nondestructive pyroelectric evaluation of embedded piezoelectric transducers. IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics (ISAF), Interna-tional Workshop on Acoustic Transduction Materials and Devices (IWATMD), Pie-zoresponse Force Microscopy Workshop (PFM), 7-11 May, 2017, Atlanta, USA, Electronic abstract P76.

39

27. A. Eydam, G. Suchaneck, G. Gerlach: Polarisationsbestimmung integrierter Pie-zokeramiken mittels thermischer Wellen und Pulse. AHMT 2017 - 31. Messtechni-sches Symposium des Arbeitskreises der Hochschullehrer für Messtechnik, 21.09.-23.09.2017, Clausthal-Zellerfeld.

28. N. Gulnizkij, C. Bellmann, G. Gerlach: Hydrogel-basierte Sensorschalter mit

Schalthysterese. In: 13. Dresdner Sensor-Symposium, Dresden, 04.-06.12.2017, DOI 10.5162/13dss2017/1.10

(http://www.ama-science.org/proceedings/listing/2698). 29. M. Günther, G. Gerlach, C. Schirmer, J. Posseckardt, W. Fichtner, M. Mertig, F.

Altenkirch, K. Ostermann, A. Schuller, G. Rödel, A. T. Winzer, I. Tobehn-Steinhäuser, M. Schröder, W. Scharff, P. Zimmermann: Kombinierter optisch-impedimetrischer Ganzzellbiosensor. In: 13. Dresdner Sensor-Symposium, Dresden, 04.-06.12.2017, DOI 10.5162/13dss2017/3.7 (http://www.ama-science.org/proceedings/listing/2698).

30. S. Haefner, P. Frank, E. Langer,D. Gruner, U. Schmidt, M. Elstner, G.Gerlach, A.

Richter: Chemically controlled micro-pores and nanofilters for separation tasks in 2D and 3D microfluidic systems. RSC Advances 7 (2017). 49279–49289. 

31. E.-F. M. Henke, K. E. Wilson, I. A. Anderson, Y. Bar-Cohen (Ed.): Entirely soft

dielectric elastomer robots. Proceedings of SPIE, 2017, 10163, 101631N. 32. P. K. Illenberger, K. E. Wilson, E.-F. M. Henke, U. K. Madawala, I. A. Anderson: A

mathematical model for an integrated self priming dielectric elastomer generator. In: Y. Bar-Cohen (Ed.): Proceedings of SPIE, 2017, 10163, 101630H

33. K. Hohlfeld, S. Eßlinger, A. Eydam, A. Winkler, T. Weber, M. Gude, N. Modler, G.

Gerlach, G. Suchaneck, A. Michaelis, A. Schönecker, S. Gebhardt, P. Neumeister: Effect of the integration of piezoceramic composites into structural components on their poling Condition and polarizability. In: 8th ECCOMAS Thematic Conference on Smart Structures and the 6th International Conference on Smart Materials and Nanotechnology in Engineering – SMN2017, June 5-8, 2017, Madrid (Spain), Elec-tronic abstracts, 349-358.

34. S. Junker, V. Norkus, M. Schaulin, G. Gerlach: In situ-Dianostik der Kontaktstelle

ungehäuster Silizium-Leistungshalbleiter mittels Pyrometrie. In: 13. Dresdner Sensor-Symposium, Dresden, 04.-06.12.2017, DOI 10.5162/13dss2017/2.3 (http://www.ama-science.org/proceedings/listing/2698).

35. R. Köhler, D. Wassilew, V. Norkus, M. Schossig, G. Hofmann: Enhanced pyroe-

lectric linear arrays for infrared spectroscopy. In: AMA Conferences 2017 with Sen-sor and IRS2, Nuremberg, 30.05.-01.06.2017, Proceedings, AMA Service GmbH 2017. 754-759.

36. C. Kroh, M. Günther, G. Gerlach, T. Härtling: Entwicklung von optisch aktiven

Hydrogelsensorelementen zum Nachweis von pH-Wertänderung. In: 13. Dresdner Sensor-Symposium, Dresden, 04.-06.12.2017, DOI 10.5162/13dss2017/P2.02 (http://www.ama-science.org/proceedings/listing/2698).

40

37. C. Kroh, R. Wuchrer, M. Günther, G. Gerlach, T. Härtling: Hydrogel-based plas-

monic sensor system. Nanophotonics and MicroNano Optics 2017, Barcelona, 13.-15.09.2017.

38. S. Kümmritz, A. Juhrig, L. Timmermann, E. Kühnicke: Novel measurement tech-

niques with annular arrays for scanning acoustic microscopy. In: AMA Confer-ences 2017 with SENSOR and IRS². Nuermberg Exhibition Centre, Germany, 30.05.–01.06.2017. Wunstorf: AMA Service GmbH, 329-333.

39. T. Ott, M. Schossig, G. Gerlach: Thermal modulation behavior of infrared emitters

with cantilevered heating elements. In: AMA Conferences 2017 with SENSOR and IRS². Nuermberg Exhibition Centre, Germany, 30.05.–01.06.2017. Wunstorf: AMA Service GmbH, 774-778.

40. G. Suchaneck: Thermal wave and thermal pulse methods for the evaluation of

embedded piezoceramics. XIth Conference of the Polish Ceramic Society, Septem-ber 13-17, 2017, Zakopane (Poland), Plenary talk, Book of Abstracts, 17-19.

41. M. Schaulin, S. Junker, V. Norkus, T. Zerna: Beiträge zur In-Situ Sensorik für die

Inspektion von Kontaktstellen an Leistungshalbleitern. MikroSystemTechnik Kon-gress, München, 23-25.10.2017, 480 – 482.

42. M. Schröder, C. Schirmer, J. Posseckardt, W. Fichtner, M. Mertig, I. Tobehn-

Steinhäuser, S. Herbst, M. Schädel, H. Wünscher, T. Ortlepp, A. Winzer, M. Günther, F.Altenkirch, A. Schuller, G. Rödel, K. Ostermann, U. Soltmann, A. Meyer: Hochintegrierte Ganzzellsensoren für die Umwelt- und Medizintechnik, 13. Dresdner Sensor-Symposium, Dresden, 04.-06.12.2017.

43. A. Tempelhahn, D. Wassililew, H. Budzier, G. Gerlach: Messunsicherheit

radiometrischer Infrarotkameras bei shutterloser und shutterbasierter Korrektur. Temperatur 2017, Berlin, 17./18.05.2017.

44. K. E. Wilson, E.-F. M. Henke, G. A. Slipher, I. A. Anderson: Rubbery computing.

In: Y. Bar-Cohen (Ed.): Electroactive Polymer Actuators and Devices (EAPAD), Proceedings of SPIE, vol. 10163, 2017. 101632H.

45. M. Wolf, E. Kühnicke: Novel simulation algorithms for developing measuring tech-

niques for multichannel ultrasonic microscopy. In: AMA Conferences 2017 with SENSOR and IRS². Nuermberg Exhibition Centre, Germany, 30.05.–01.06.2017. Wunstorf: AMA Service GmbH, 579-584.

46. M. Wolf: Transiente Green'sche Funktionen bei ringförmiger Anregung zur verbes-

serten Modellierung für die Entwicklung neuer Ultraschallmessverfahren. 43. Jah-restagung für Akustik - DAGA 2017, 06.-09.03.2017, Kiel, Proceedings, 987-990.

41

6.5. Vorträge (soweit nicht in Abschnitt 6.4. enthalten) 47. H. Budzier, G. Gerlach: Grenzen der thermischen, räumlichen und zeitlichen Auf-

lösung ungekühlter Thermografiekameras. Thermografie–Kolloquium 2017, Ber-lin, 28.-29.09.2017, DGZfP, Kurzfassungen, S. 22.

48. G. Gerlach: Hydrogel-based chemical and biochemical MEMS sensors. King Ab-

dullah University of Science and Technology, Saudi-Arabien, Computer, Electrical and Mathematical Science and Engineering Division, 13. März 2017.

49. G. Gerlach: Hydrogel-based chemical and biochemical MEMS sensors. University

of Auckland, New-Zealand, Auckland Bioengineering Institute, 4. April 2017. 50. G. Gerlach: Schreiben eines DFG-Forschungsantrags. VDI-Doktorandentag 2017,

19.05.2017, BTU Cottbus. 51. G. Gerlach: Thin film devices for electrocaloric cooling. International Conference

on Thin Films (ICTF-17), November 13-17, 2017, New Delhi (India), Invited talk. 52. M. Günther: Sensormodul basierend auf integrierter Fluoreszenz- und Impedanz-

Sensorik. Workshop HIGS, Dresden, 19.05.2017. 53. M. Günther: Untersuchung und Modellierung eines Ganzzellsensors, Workshop

HIGS, Erfurt, 20.09.2017. 54. T. Härtling, E. Ljasenko, J. Katzmann, M. Reitzig, C. Schuster, G. Gerlach: Optical

measurement of ionizing radiation dose for quality assurance in electron beam sterilization. AMA Conferences 2017 with SENSOR and IRS². Nuermberg Exhibi-tion Centre, Germany, 30.05.–01.06.2017.

55. S. Kümmritz: Schallfeldbasierte Messverfahren. Workshop des Fachausschusses

Ultraschall der DEGA e.V. „Schallfeldbasierte Messverfahren - vom Transducer bis zur praktischen Anwendung“, 10.-12.07.2017, Drübeck.

56. S. Kümmritz: Mehrkanalige Ultraschallmikroskopie. 3. Doktorandentreffen “El-

ektrische Messtechnik”, 27.-29.09.2017, Horn-Bad Meinberg. 57. V. Norkus, V. Krause: Sensoren – Schlüssel zur Umwelt. UNI LIVE, Dresden,

12.01.2017. 58. M. Schossig: Miniaturisierte Infrarotstrahler. Workshop Mikro- und Nanotechnolo-

gien für die angewandte Spektroskopie. Dresden, 17.10.2017.

59. A. Schröter, G. Gerlach: Impedanzsensoren für das Wundmonitoring. Workshop Mikrosystemtechniken für medizinische Anwendungen. 10. Mai 2017, CiS For-schungsinstitut für Mikrosensorik, Erfurt.

42

60. A.S. Starkov, I.A. Starkov, O.V. Pakhomov, I.L. Mylnikov, A.I. Dedyk, G. Suchaneck, G. Gerlach: Hysteresis phenomena in relaxor ferroelectrics: consider-ation of polar nano-regions. International Workshop on Hysteresis in Magnetoca-loric, Electrocaloric and Elastocaloric Refrigeration, February 7-10, 2017, Dresden, Germany, Electronic Abstracts, p. 32.

61. G. Suchaneck: Electrocaloric refrigerators – physical fundamentals, theoretical lim-

its, device prototypes. ITMO National Research University (ITMO University), St. Petersburg (Russia), March 13, 2017.

62. G. Suchaneck: A new application of relaxor ferroelectrics: Electrocaloric cooling.

International Conference on Oxide Materials for Electronics Engineering – fabrica-tion, properties and application – OMEE 2017, May 29- June 2, 2017, Lviv (Ukraine), Electronic Abstracts, p.194.

63. G. Suchaneck, A. Eydam, G. Gerlach: Application of the thermal pulse method for

nondestructive evaluation of embedded piezoelectric transducers. International Conference on Oxide Materials for Electronics Engineering – fabrication, proper-ties and application – OMEE 2017, May 29- June 2, 2017, Lviv (Ukraine), Elec-tronics Abstracts, p.122.

64. A. Tempelhahn, D. Wassilew, H. Budzier, G. Gerlach: Limitations of shutter-less

compensation for microbolometer-based infrared cameras. AMA Conferences 2017 with SENSOR and IRS². Nuermberg Exhibition Centre, Germany, 30.05.–01.06.2017.

65. L. Timmermann: Hochflexibles, mehrkanaliges Ultraschall-Messsystem. Work-

shop des Fachausschusses Ultraschall der DEGA e.V. „Schallfeldbasierte Mess-verfahren - vom Transducer bis zur praktischen Anwendung“, 10.-12.07.2017, Drübeck.

66. L. Timmermann: Highly flexible multichannel measuring system for piezocompo-

site annular-arrays. International Symposium on Piezocomposite Applications ISPA 2017, 13.-15.09.2017, Dresden.

67. M. Wolf: Gleichzeitige Messung von Schallgeschwindigkeiten und Abständen zur

Charakterisierung von Fluiden und Festkörpern. 23. DEGA-Workshop „Physikali-sche Akustik“ 19.-20.10.2017, Bad Honnef.

68. M. Wolf: Transiente Green'sche Funktionen bei ringförmiger Anregung in mehr-

schichtigen Medien zur verbesserten Modellierung für die Entwicklung neuer Ul-traschallmessverfahren. Workshop des Fachausschusses Ultraschall der DEGA e.V. „Schallfeldbasierte Messverfahren - vom Transducer bis zur praktischen An-wendung“, 10.-12.07.2017, Drübeck.

43

6.6. Patente 69. S. Binder, G. Gerlach: Sensor zur Messung der Konzentration von Komponenten

in einer Flüssigkeit nach dem Kraftkompensationsprinzip mit vereinfachtem Auf-bau. Patentanmeldung 2017.

70. M. Schossig, T. Ott: Mikroheizleiter. PCT-Anmeldung PCT/EP2017/068942, 2017.

71. J. Hildisch: Verfahren und Einrichtung zur Herstellung einer Fluor-dotierten SiO2-

Schicht mittels reaktiv geregelten Magnetron-Pulssputterns. Patentanmeldung, 2017.

44

7. GASTVORTRÄGE

Auch im vergangenen Jahr konnten wir eine Reihe von Gästen am Institut begrüßen. Eine wesentliche Hilfe war für uns dabei das Graduiertenkolleg „Hydrogel-basierte Mikrosysteme“ (GRK 1865/1), durch das in vielen Fällen die Finanzierung der Reisen und Vorträge ermöglicht wurde. 18.05.2017

Dr. Matthias Meier (IMTEK Freiburg)

Microfluidic and biological engineering for stem cell research

11.06. - 15.06.2017

Prof. Dirk Kuckling (Universität Paderborn)

Synthesis of hydrogels with tailored pro-perties

11.06. - 15.06.2017

Dr. Thomas Härtling (Fraunhofer-Institut für Kera- mische Technologien und Systeme)

Hydrogel-basierte Sensoren mit plas-monischem Transducer

11.06. - 15.06.2017

Frank Bunge (Universität Bremen)

Poröse Membranen aus Hydrogelen in der Mikrofluidik

11.06. - 15.06.2017

Prof. Thomas Hellweg (Universität Bielefeld)

Intelligente Mikro- und Nanogele an Oberflächen

11.06. - 15.06.2017

Prof. Walter Richtering (RWTH Aachen)

Functional microgels

11.06. - 15.06.2017

Prof. Mathias Ulbricht (Universität Duisburg-Essen)

Polymer-based membranes with stimuli-responsive barrier and surface properties

16.06.2017 Prof. Iain Anderson (Auckland Bioengineering Institute, New Zealand)

Making sensors, robots and generators soft

10.08.2017

MSc Uliana Yakhnevych TU Lemberg (Ukraine)

Diffusion of dopants in piezoelectric LiNbO3 crystal during high-temperature treatment in the presence of metal ions

18.09.2017 Dr. Julia Körner (University of Utah, USA)

Gekoppelte Oszillatoren als neuartige Cantilever-Sensoren

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8. PREISE

Dipl.-Ing. Martin Schmidt:

Diplomarbeitspreis 2016 des Institutes für Festkörperelektronik, gestiftet von den Fir-men DIAS Infrared GmbH Dresden und HEIMANN Sensor GmbH Dresden, für seine Diplomarbeit „Modernisierung und Erweiterung einer Elektronenstrahl-Feinschweißan-lage“. Dr.-Ing. Julia Körner: AHMT-Preis 2017, gestiftet vom Arbeitskreis der Hochschullehrer für Messtechnik e. V., für ihre Dissertation „Gekoppelte Oszillatoren als neuartige Sensoren für Cantile-ver-Magnetometrie“ Dipl.-Ing. Simon Binder: Stipendiat der Studienstiftung des deutschen Volkes M.Sc. Kangfa Deng: 2016 Chinese Government Award for Outstanding Self-financed Students Abroad, China Scholarship Council

46

Daniel Knöfel, Gerald Gerlach, Rainer Jordan: Anerkennung zum Lehrpreis 2017 für die Einführung der interdisziplinären Projektwo-che „BEING Inside“ als gemeinsame Aktivität der Fachrichtung Chemie und der Fa-kultät Elektrotechnik und Informationstechnik zur realitätsnahen Simulation eines In-dustrieprojektes zur Verbesserung der praktischen Umsetzung des theoretisch erwor-benen Wissens seitens der Studierenden. Dr.-Ing. Marco Schossig, Dipl.-Ing. Tobias Ott, Dipl.-Ing. Anja Kleiner; Dipl.-Wirt.-Ing. Benjamin Buchbach: IQ Innovationspreis Mitteldeutschland 2017: 2. Platz im Cluster Energie/Umwelt/Solar-wirtschaft. Dr.-Ing. Marco Schossig, Dipl.-Ing. Tobias Ott, Dipl.-Ing. Anja Kleiner; Dipl.-Wirt.-Ing. Benjamin Buchbach: Science4Life Venture Cup 2017: 6. Platz in der Businessplanphase. Dr.-Ing. E.-F. Markus Henke: 3rd price in the “EAP in action” session at the SPIE Smart Structures and Devices/NDE 2017, Portland, Oregon, USA

47

9. MITARBEIT IN GREMIEN

Prof. Dr.-Ing. habil. G. Gerlach: • Mitglied des Senats und des Hauptausschusses der DFG (bis 07/2017), • Mitglied des DFG-Senatsausschusses und des DFG-Bewilligungsausschusses für

Sonderforschungsbereiche (bis 12/2017), • Mitglied des Rates der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik, • Studiendekan der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik, • Mitglied des Vorstandes der Graduiertenakademie der TU Dresden, • Mitglied des Vorstandes des DTV, Deutscher Verband Technisch-Wissenschaftli-

cher Vereine, • Mitglied des VDE-Ausschusses „VDE-Ehrenring“, • Chief Editor, JSSS Journal of Sensors and Sensor Systems, • Associated Editor-in-Chief, IEEE Sensors Journal, • Mitglied des wissenschaftlichen Beirates der Zeitschrift „Technisches Messen“, • Mitglied des wissenschaftlichen Beirates der Zeitschrift „Pomiary Automatyka

Kontrola“, Polen, • Mitglied der Kuratorien der Fraunhofer-Institute für Elektronenstrahl- und

Plasmatechnik (FEP), Dresden, und für Photonische Mikrosysteme (IPMS), Dresden,

• Mitglied des Beirats des Fraunhofer-Leistungszentrums für Funktionsintegration der Mikro-/Nanoelektronik,

• Mitglied des Kuratoriums des Kurt-Schwabe-Instituts für Mess- und Sensortechnik e. V., Meinsberg,

• Mitglied des Beirats der Kurt-Schwabe-Stiftung, • Mitglied des Wissenschaftlichen Beirates des CiS Forschungsinstitut für Mikro-

sensorik und Photovoltaik, Erfurt, • Vorsitzender des Arbeitskreises Mikroelektronik im VDE-Bezirksverein Dresden, • Mitglied des Vorstandes der SENSOR+TEST-Messe, Nürnberg, • Mitglied des Vorstandes der fms – Forschungsgesellschaft für Messtechnik,

Sensorik und Medizintechnik e. V. Dresden, jetzt Beirat der Fachgruppe Mess- und Sensortechnik (FMS) der DECHEMA,

• Pate der TU Dresden für das Martin-Andersen-Nexö-Gymnasium (MANOS), Dresden.

48

apl. Prof. Dr. rer. nat. et Ing. habil. E. Kühnicke: Mitglied der IEEE, DGZfP, TIMUG, DEGA und des Hochschullehrerverbandes, Stellvertretende Vorsitzende des Arbeitskreises Hochschullehrer der DGZfP, Mitarbeit im Arbeitskreis Ultraschall der DGZfP, Mitarbeit in den Unterausschüssen

"Modelle und Theorien für die Ultraschallprüfung", "Phased Array" der DGZfP, Gutachterin für die Zeitschriften “Journal of the Acoustical Society of America

(JASA)” und “Journal of Wave Motion”, Gutachterin für die Alexander von Humboldt–Stiftung und die DFG. PD Dr.-Ing. habil. H. Budzier: Literaturbeauftragter des Instituts, Netzwerkadministrator des Instituts, Gutachter für die Zeitschriften „IEEE Sensors Journal“ und „Journal of Sensors

and Sensor Systems (JSSS)“. PD Dr.-Ing. habil. M. Günther: Mitglied des Vorstandes des Graduiertenkollegs "Hydrogel-basierte Mikrosys-

teme" Dr. rer. nat. et Ing. habil. Thomas Härtling: Mitglied im AMA Wissenschaftsrat, ständiger Gast im Arbeitskreis der Hochschullehrer für Messtechnik (AHMT). Dr. rer. nat. G. Suchaneck: Mitglied im Zentrum für Angewandte Photonik am Institut für Angewandte

Photophysik der TU Dresden, Mitglied im VDI-Arbeitskreis „Plasma Germany“, http://www.plasmagermany.org, Projektgutachter der EU im 7. Rahmenprogramm, Projektgutacher des Southeast European Research Area Network (SEE-

ERA.NET), Projektgutachter für das Gebiet “Dünnschichttechnologie” der Förderagentur der

Akademie der Wissenschaften der Tschechischen Republik, Gutachter für die Zeitschriften “Applied Physics Letters”, “Advanced Functional

Materials”, “Advanced Science”, “Journal of Materials Chemistry C”, “Journal Vacuum Science and Technology B”, “Applied Ceramic Technology”, “Acta Physica Polonia”, “Chemical Science”, “Journal Alloys and Compounds”

Ersatzmitglied des Personalrates der TU Dresden.

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10. TAGUNGEN 2017

10.1. IRS² 2017, 15th International Conference on Infrared Sensors & Systems

Place: Nuremberg, Exhibition Centre, Germany Date: 30.-31. Mai 2017 Chairman: G. Gerlach, TU Dresden Conference Committee: G. Hofmann DIAS Infrared GmbH, Dresden J. Hollandt Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Berlin U. Kienitz Optris GmbH, Berlin W. Minkina University of Technology Czestochowa, Poland F.-H. Möllmann FH Brandenburg

R. Riesenberg Institut für Photonische Technologien e. V., Jena J. Schieferdecker Heimann Sensor GmbH, Dresden

H. Schlemmer Airbus DS Optronics GmbH, Oberkochen M. Tacke Fraunhofer-Institut IOSB, Ettlingen M. Walther Fraunhofer-Institut IAF, Freiburg J. Wendler AIM Infrarot Module GmbH, Heilbronn Topics:

Infrared Sensors and Arrays Spectroscopy and Gas Analysis Thermal Imaging Recent Developments in IR Industry Poster Session Weiterführende Literatur: www.ama-science.org

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10.2. SENSOR 2017 Place: Nuremberg, Exhibition Centre, Germany Date: 30.05. - 01.06. 2017 Chairmen: R. Lerch, Universität Erlangen-Nürnberg G. Gerlach, TU Dresden Topics: A Sensor principles A1 Mechanical sensors A2 Flow sensors A3 Dimensional measurement A4 Ultrasonic sensors A5 Microacoustic sensors A6 Magnetic sensors A7 Impedance sensors A8 Gas sensors A9 Temperature and humidity sensors A10 Chemosensors A11 Biosensors A12 Embedded sensors A13 Sensor-actuator systems A14 Optical sensors

B Sensor technology B1 Sensor design B2 Numerical simulation of sensors B3 Sensor materials B4 MEMS-technology B5 Micro-Nano-Integration B6 Packaging B7 Materials B8 Thin films B9 Sensor production B10 Sensor reliability B11 Calibration and testing

C Sensor electronics and communica-tion

C1 Sensor electronics C2 Sensor networks C3 Wireless sensors C4 Sensor communication C5 Energy harvesting C6 Measuring systems C7 Embedded systems C8 Self-monitoring and diagnosis

D Application D1 Medical measuring technology D2 Ambient assisted living D3 Process measuring technology D4 Automotive D5 Sensors in energy technology D6 Production technology D7 Security technology D8 Smart home D9 Household technology

Weiterführende Literatur: www.ama-science.org

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10.3. 13. Dresdner Sensor-Symposium Tagungsort: Hotel Elbflorenz Dresden Tagungstermin: 04.-06. Dezember 2017 Veranstalter: DECHEMA e. V. Sitzungen: - Sensortechnologie I, II

- Prozessmesstechnik - Umweltsensorik - Biomedizinische Sensorik

Informationen: www.dechema.de/DSS13.html; www.ama-science.org

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11. TAGUNGEN 2018

11.1. Fokus-Sitzung „Smart Hydrogels and Hydrogel-based Devices“ auf der

DFG-Frühjahrstagung 2018 Tagungsort: Berlin Tagungstermin: 11. – 16. März 2018 Organisation: Prof. Thomas Hellweg (Universität Bielefeld) Prof. Walter Richtering (RTWH Aachen) Prof. Gerald Gerlach (TU Dresden) 11.2. Sensoren und Messsysteme 2018 Tagungsort: Nürnberg, CongressCentrum Tagungstermin: 26.-27. Juni 2018 Tagungsleiter: L. Reindl, Universität Freiburg J. Wöllenstein, Fraunhofer IPM Veranstalter: Informationstechnische Gesellschaft im VDE (ITG), VDI/VDE-Geschellschaft Mess- und Automatisierungstechnik

(GMA) und AMA-Fachverband für Sensorik e. V. Schwerpunkt- themen: A Sensoren A1 Sensoren für mechanische Größen, Kraft-, Druck- und Inertialsensoren A2 Temperatursensoren

A3 Magnetische Sensoren A4 Optische- und Infrarotsensoren A5 Mikrowellen- und Terahertz- und Radarsensoren A6 Akustische und resonante Sensoren A7 Chemo- und Biosensoren A8 MEMS & Nanosensoren A9 Sensoren für extreme Umweltbedingungen A10 Sensorisch aktive Materialien A11 Polymere und elastische Sensormaterialien

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B Messsysteme B1 Messunsicherheit B2 Modellbildung, Simulation und Condition Monitoring B3 Vernetzte digitale Messsysteme, Sensordatenfusion Signalverarbeitung B4 Self-X-Konzepte (Selbstvalidierung, -kalibrierung etc.) und Zuverlässigkeit B5 Mikro- und Nanomesssysteme B6 Drahtlose Sensorsysteme und Netzwerke, energieautarke Sensorik B7 Sensoren für Smart Grid B8 Bioanalytische Messsysteme B9 Bildgebende / tomografische Verfahren B10 Optische Messverfahren und Lasermesssysteme B11 Impedanzspektroskopie B12 3D-gedruckte Sensoren

C Anwendungen C1 Sensoren für das Internet der Dinge C2 Produktionstechnik, Fertigungstechnik C3 Energietechnik und erneuerbare Energien C4 Verfahrenstechnik, Prozessautomatisierung C5 Umweltmesstechnik C6 Werkstoffprüfung und -charakterisierung C7 Strukturmonitoring C8 Sicherheitstechnik, Safety und Security C9 Land- und Forstwirtschaft C10 Autonome Systeme, Robotik C11 Kraftfahrzeug- und Bahntechnik C12 Luft- und Raumfahrt C13 Verkehrs- und Produktlogistik

Weiterführende Literatur: www.ama-science.org

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12. VDE-ARBEITSKREIS

MIKROELEKRONIK

12.1. Zielstellung Seit 2003 gibt es im VDE-Bezirksverein Dresden den Arbeitskreis „Mikroelektronik“. Er bietet Ingenieuren, Technikern, Wissenschaftlern und Studenten im Bereich der Mikroelektronik ein Forum für den Erfahrungsaustausch. Mit der Ansiedlung weltweit führender Produzenten von Prozessor- und Speicher-schaltkreisen, Halbleiterwafern, der weiteren Profilierung traditioneller Mikroelektro-nikhersteller und dem Wachsen vieler anderer Firmen hat sich Sachsen mit dem Zentrum Dresden zu einem der bedeutendsten Mikroelektronikstandorte der Welt entwickelt. Die Treffen des Arbeitskreises finden in wechselnder Reihenfolge zumeist direkt in Firmen oder Forschungseinrichtungen statt. Der Arbeitskreis will dabei durch interessante Vorträge ein Forum für kostenlose Weiterbildung sein, in dem

neue Entwicklungen in allen Bereichen der Mikroelektronik vorgestellt werden, die Möglichkeit eröffnen, Kollegen und Firmen aus dem Dresdner Mikroelektronik-

Umfeld kennen zu lernen, Kontakte zu den Hochschulen und deren Studenten vermitteln. Das thematische Spektrum des Arbeitskreises umfasst das gesamte Gebiet der Mikroelektronik: Waferherstellung Technologie Anlagentechnik Bauelemente und deren Entwurf Anwendungen (z. B. Sensorik, Automotive, Biotech, Medizintechnik). Vorsitzender des Arbeitskreises „Mikroelektronik“ ist seit Gründung Prof. Dr.-Ing. habil. G. Gerlach.

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12.2. Veranstaltungen 2017

11. Januar 2017 16:00 Uhr

„Organische Photovoltaik bei Heliatek GmbH Dresden“ Heliatek GmbH, Dresden

09. August 2017 16:00 Uhr

„Vakuumbeschichtungstechnologien bei CREVATC – Creative Vakuumbeschichtung GmbH“ CREVATC GmbH, Dresden

Die geplanten Veranstaltungen sind aktuell den Mitteilungen des VDE-Bezirksvereins Dresden zu entnehmen: www.vde-dresden.de