Jahr Name
2021

Site-Specifically-Labeled Antibodies for Super-Resolution Microscopy Reveal In Situ Linkage Errors

S. M. Früh, U. Matti, P. R. Spycher, M. Rubini, S. Lickert, T. Schlichthaerle, R. Jungmann, V. Vogel, J. Ries, I. Schoen

ACS Nano …..doi: 10.1021/acsnano.1c03677

2021

Performance and stability comparison of Aemion™ and Aemion+™ membranes for vanadium redox flow batteries

B. Shanahan, B. Britton, A. Belletti, S. Vierrath, M. Breitwieser

RSC Advances, Vol. 11 (22), 13077-13084, doi: 10.1039/D1RA01079D

2021

CMOS-integrierter Chip zur telemetrischen Erfassung von Materialverformungen (StrainSens)

T. Hehn

Abschlussbericht IGF-Vorhaben Nr. 19897 N

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Angestrebte Ziele:

  • Charakterisierung und Analyse des Silizium-Elements ohne Einfluss der AVT
  • Mechanische Ankopplung der Sensorchips an Werkstücke und Ermittlung der
  • Sensorwerte bei unterschiedlicher Last und unter variablen Umgebungsbedingungen
  • Modellierung und Simulation der an die Werkstücke gekoppelten Sensorchips und
  • Verifizierung der Modelle durch Vergleich mit den Messdaten

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2021

A Non-Linear Lumped Model for the Electro-Mechanical Coupling in Capacitive MEMS Microphones

S. Anzinger, C. Bretthauer, D. Tumpold, A. Dehé

IEEE Journal of Microelectromechanical Systems, 2021, DOI: 10.1109/JMEMS.2021.3065129, pp. 1 - 9

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This work provides an analytical non-linear model for the capacitive transduction in MEMS transducers with perforated counter-electrodes, especially applicable to capacitive MEMS microphones. Starting from an electrostatic description of a perforated unit cell of the transducer, analytical formulations of the variable capacitance and electrostatic forces are derived, accounting for the deflection profile of a clamped circular plate. A lumped implementation into conventional circuit simulations tools is enabled via behavioral modeling based on hardware description languages, such as Verilog-A. Therefore, the analytical model is approximated via Taylor series expansions, allowing for a stable and non-linear behavioral implementation. The resulting model finally enables both a small- and large-signal analysis of capacitive MEMS microphones, precisely accounting for non-linearities in the capacitive transduction. This allows to simulate the harmonic distortion of the microphone's output signal and to account for electrostatic spring-softening in simulations of its bias voltage dependent sensitivity.
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2020

Energy-Harvesting Applications and Efficient Power Processing

T. Hehn, A. Bleitner, J. Goeppert, D. Hoffmann, D. Schillinger, D. Sanchez, Y. Manoli

in NANO-CHIPS 2030 - On-Chip AI for an Efficient Data-Driven World, ISBN: 978-3-030-18338-7, DOI: 10.1007/978-3-030-18338-7_23,
pp. 405 – 442

2020

Analog-to-Information Conversion

B. Murmann, M. Verhelst, Y. Manoli

in NANO-CHIPS 2030 - On-Chip AI for an Efficient Data-Driven World, ISBN: 978-3-030-18338-7, DOI: 10.1007/978-3-030-18338-7_17,
pp. 275 – 292

2020

Low-Power Organic Light Sensor Array Based on Active-Matrix Common-Gate Transimpedance Amplifier on Foil for Imaging Applications

S. Elsaegh, C. Veit, U. Zschieschang, M. Amayreh, F. Letzkus, H. Sailer, M. Jurisch, J. Burghartz, U. Wuerfel, H. Klauk, H. Zappe, Y. Manoli

IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 55, no. 9, Print ISSN: 0018-9200, Electronic ISSN: 1558-173X, DOI: 10.1109/JSSC.2020.2993732,
pp. 2553 – 2566

2020

Integrated Thermoelectric Sensors Based on Quantum Dot Superlattice for Thermal Management Applications

G. Savelli, J.-P. Colonna, M. Keller, P. Coudrain, D. Wendler, J. Goeppert, Y. Manoli, P. Faucherand, A. Royer

Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 53, no. 44, DOI: 10.1088/1361-6463/aba310

2020

Charge-Based Compact Modeling of Capacitances in Staggered Multi-Finger OTFTs

L. Leise, J. Pruefer, G. Darbandy, M. Seifaei, Y. Manoli, H. Klauk, U. Zschieschang, B. Iniguez, A. Kloes

IEEE Journal of the Electron Devices Society, vol. 8, Electronic ISSN: 2168-6734, DOI: 10.1109/JEDS.2020.2978400

2020

Reliability of Mechatronic Integrated Devices Regarding Failure Mechanisms

P. Bräuer, L. Wurzer, T. Kuhn, A. Knöller, H. Müller, W. Eberhardt, A. Zimmermann, J. Franke

2020 43rd International Spring Seminar on Electronics Technology (ISSE);14.-15.05.2020, geplant im Demanovska Valley (Slowakei), wegen Corona aber Online


IEEE, 19754 N (MetaZu)

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2020

Slimdup / Selektive laserbasierte Metallisierung zur Direktkontaktierung von elektronischen Komponenten in duroplastischen 3D-Packages

S. Petillon

Abschlussbericht 2020, IGF-Vorhaben-Nr./ Förderkennzeichen: 19758 N

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Auf 2D-Plattengeometrien aus duroplastischen Werkstoffen ohne laseraktivierbare Additive und mit unterschiedlichen Füllstoffzusammensetzungen wurde eine Prozesskette zur selektiven, volladditiven Metallisierung erarbeitet. Diese umfasst die Schritte Laserstrukturierung, Aktivierung, Spülprozess und außenstromlose Metallisierung. Mit individuell angepassten Prozessparametern konnte auf allen getesteten Substratmaterialien eine selektive Metallisierung mit ausreichender Haftfestigkeit erzeugt werden. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden in Kombination mit Laserbohrungen elektrisch leitfähige Durchkontaktierungen und Blindvias hergestellt. In der letzten Iteration wurde ein 3D-Demonstrator entwickelt. Die Entwicklung umfasste dabei sowohl die Konstruktion, also auch Simulation, Werkzeugbau und Spritzgießen, sowie die zuvor erarbeiteten Prozessschritte. Hierbei wurde ein Siliziumchip im Spritzgießverfahren innerhalb eines 3D-Duroplastpackage verkapselt und über lasergebohrte Blindvias ankontaktiert, um so eine elektrische Verbindung zwischen dem verkapselten Chip und den 3D-Leiterbahnstrukturen auf der Oberfläche des Duroplastpackage zu generieren.

Auf Grund der speziellen Werkstoffeigenschaften ergeben sich neue potenzielle Anwendungsmöglichkeiten für MID-Bauteile auf Duroplastbasis. Die für Kunststoffe hohe Temperaturstabilität, chemische Beständigkeit und der geringe thermische Ausdehnungskoeffizient machen MID auf Duroplastbasis prädestiniert für die Herstellung robuster und zuverlässiger räumlicher Schaltungsträger. Die Fähigkeit zur Verkapselung und Ankontaktierung von elektronischen und mechatronischen Komponenten innerhalb komplexer, spritzgegossener Bauteile eröffnet die Möglichkeit zur Steigerung der Funktionsintegration und Miniaturisierung. Potentielle Anwendungsbereiche sind Automotive, Sensorik, Automatisierungstechnik, Medizintechnik sowie Informations- und Kommunikationstechnik.

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2020

ZiM-Abschlussbericht Hochtemperatur-Strömungssensor (ZF4002621)

A.Bülau, V.Kible, U.Scheel, Stuttgart-Vaihingen/Baden-Württemberg und Meerbusch-Büderich/Nordrhein-Westfalen, 2021.

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Ziel des Projektes war ursprünglich die Entwicklung eines dreiachsigen (vektoriellen), richtungsinvarianten Hochtemperatur-Strömungssensors. Im Projektverlauf wurden die Ziele jedoch neu justiert und der Fokus auf einen einachsigen, richtungsinvarianten Strömungssensor gerichtet, da ein solcher bisher, insbesondere für kleine Strömungsgeschwindigkeiten und hohen Umgebungstemperaturen, noch nicht am Markt verfügbar ist, sodass ein größeres Vermarktungspotential möglich erschien.

Im Verlauf des Projektes wurden ein bestehendes, kommerziell verfügbares Sensorelement hochtemperaturtauglich ausgeführt, eine hochtemperaturtaugliche Aufbau- und Verbindungstechnik für dieses entwickelt, um daraus eine hochtemperaturtaugliche Sensorsonde aufzubauen. Darüber hinaus wurde eine Ausleseelektronik samt Firmware und PC-Software im Sinne eines Demokits für den Strömungssensor entwickelt. Mit diesem wurden zahlreiche Messungen in einem Hochtemperaturströmungskanal durchgeführt und Messergebnisse ausgewertet. Es konnte gezeigt werden, dass die Sensoren bis Temperaturen über 400°C funktionieren und Messdaten liefern. Bis zu einer Markteinführung sind jedoch noch weitere Tätigkeiten erforderlich.

2020

BW-CPS – Smarte, intelligente, energieeffiziente Sensorsysteme made in Baden-Württemberg

D. Mintenbeck, J. Dehnert, H. Scheithauer, T. Deuble, M. Elsobky, P. Wappler, O. Denninger

Förderkennzeichen: 3-4332.62-HSG/77

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2020

One for all or one for each application? Recent advances in membrane & ionomer development for electrochemical energy converters

M. Breitwieser, S. Vierrath

E3C Electrochemical Cell Concepts Colloquium Fraunhofer UMSICHT, 14.05.2020

2020

Improving the performance of proton exchange membrane water electrolyzers with low Ir-loaded anodes by adding PEDOT: PSS as electrically conductive binder

E.C. Ortiz,F. Hegge,M. Breitwieser,S. Vierrath

RSC Advances 10 (62), 37923-37927, doi: 10.1039/D0RA06714H

2020

Fabrication of a Robust PEM Water Electrolyzer Based on Non-Noble Metal Cathode Catalyst: [Mo3S13]2− Clusters Anchored to N-Doped Carbon Nanotubes

P. Holzapfel, M. Bühler, D. Escalera-López, M. Bierling, F. Speck, K. Mayrhofer, S. Cherevko, C. V. Pham, S. Thiele

Small 2003161, doi: 10.1002/smll.202003161

2020

NANO-CHIPS 2030, Chapter 23: Energy-Harvesting Applications and Efficient Power Processing

T. Hehn, A. Bleitner, J. Goeppert, D. Hoffmann, D. Schillinger, D. A. Sanchez, Y. Manoli

The Frontiers Collection, Springer Nature Switzerland AG 2020, ISBN 978-3-030-18337-0

2020

NANO-CHIPS 2030, Chapter 17: Analog-to-Information Conversion

B. Murmann, M. Verhelst, Y. Manoli

The Frontiers Collection, Springer Nature Switzerland AG 2020, ISBN 978-3-030-18337-0

2020

IrO2 coated TiO2 core-shell microparticles advance performance of low loading proton exchange membrane water electrolyzers

C. Van Pham, M. Bühler, J. Knöppel, M. Bierling, D. Seeberger, D. Escalera-López, K. Mayrhofer, S. Cherevko, S. Thiele

Applied Catalysis B: Environmental 269, 118762, doi: 10.1016/j.apcatb.2020.118762

2019

Miniaturized Optical Encoder with Micro Structured Encoder Disc

J. Seybold, A. Bülau, K.-P. Fritz, A. Frank, C. Scherjon, J. Burghartz, A. Zimmermann

Micro/Nano Manufacturing, Applied Sciences (ISSN 2076-3417), pp. 104 - 118