Forschungsprojekte

Die nachfolgend kurz umrissenen Forschungsprojekte der Professur bieten einen groben Überblick über die von unseren Mitarbeitern behandelten Themen. Für weitere Informationen sei auf die entsprechenden Veröffentlichungen verwiesen; oder Sie wenden sich direkt an die Mitarbeiter der Professur!

Geometrische Optimierung innerhalb der numerischen Simulation

Bearbeiterin: Dipl.-Ing. Natalie Baganz

Bei der Berechnung komplexer Systeme mit der Momentenmethode (MoM) entstehen große Koppelimpedanzmatrizen, die bislang selbst bei geringen, schrittweisen geometrischen Veränderungen des Systems (besonders bei der Optimierung) in allen Elementen neu berechnet und für jeden Optimierungsschritt neu gelöst werden. Selbst bei kleinen Änderungen kann sich ein erheblicher Rechenaufwand ergeben. Einen Ausweg bietet die Verwendung von Blockmatrizen und das Block-Gauß-Verfahren: Durch das Verwenden von Matrixelementen der Koppelimpedanzmatrix und eines speziellen Integralisierungsschritts kann der Rechenaufwand zum Ermitteln der Ströme erheblich reduziert werden. Das Verfahren ist unabhängig von der Struktur des Streuobjekts. Es ermöglicht so ein breitgefächertes Anwendungsspektrum. Weitere Anwendungen der Blockmatrizen sind Gegenstand der laufenden Forschung.

Bewertung der elektromagnetischen Abstrahlung elektronischer Geräte über das elektromagnetische Nahfeld bzw. über die Oberflächenströme

Bearbeiter: Dipl.-Ing. Wolfram Sorge

Im Betrieb sind elektronische Geräte von elektromagnetischen Feldern umgeben oder strahlen elektromagnetische Wellen ab. Durch Nah- und Fernfeldeigenschaften ergeben sich in der Nähe der Geräte andere Feldeigenschaften als in der Ferne. Kann das elektromagnetische Feld nur an bestimmten Stellen gemessen werden (z. B. in der Nähe), müssen die Feldeigenschaften an anderen Stellen synthetisiert werden. Ziel der Forschung ist es, aus Feldern in der Nähe der Geräteoberfläche, aus dem Oberflächenstromverlauf und der Oberflächenstruktur Kenntnis über die Strahlungscharakteristig in naher und ferner Umgebung eines elektronischen Geräts zu gewinnen.

Magnetfeldberechnung von Sputterquellen

Bearbeiter: Dr.-Ing. Andreas Binner

Sputterquellen werden zum Auftragen dünner gleichmäßiger Schichten auf verschiedene Substrate benötigt. Innerhalb der Quelle muss ein Plasma so zum Brennen gebracht werden, dass einerseits das Targetmaterial optimal genutzt wird. Andererseits muss eine möglichst gleichmäßige Schichtdicke auf dem Substrat gewährleistet werden. Da das Verhalten des Plasmas durch Magnetfelder gesteuert wird, sind Auslegung und Optimierung des Magnetkreises von besonderer Bedeutung.

Im Rahmen des Projektes werden Magnetkreise für unterschiedliche Quellen mittels Finite-Element-Methode (FEM) berechnet. Nichtlineare Materialeigenschaften werden berücksichtigt. Die ferromagnetischen Teile mehrerer Sputterquellen werden so optimiert, dass der Tangentialpunkt des Magnetfeldes in einem möglichst großen Bereich verschiebbar wird und damit der Sputterprozess flexibel gesteuert werden kann. Die Berechnungen werden durch Messungen an einem Prototypen verifiziert.