Elektrodendesign für flexible optische Cochlea-Implantate
Topic for Master Thesis / Diploma Thesis / Coursework
Elektrodendesign für flexible optische Cochlea-Implantate auf Basis eines Arrays organischer Leuchtdioden (OLEDs)
Ziel der Arbeit
Optische Cochlea-Implantate stellen einen vielversprechenden Ansatz zur räumlich selektiven Stimulation auditorischer Neuronen mittels Optogenetik dar. Im Vergleich zu konventionellen elektrischen Cochlea-Implantaten kann die optische Stimulation eine deutlich höhere räumliche Auflösung ermöglichen und dadurch das Hörvermögen erheblich verbessern. Während Konzepte für optische Cochlea-Implantate auf Basis von Mikro-LEDs bereits demonstriert wurden, sind diese Systeme aufgrund ihrer Bauweise grundsätzlich starr und bieten nur eine begrenzte räumliche Auflösung. Organische Leuchtdioden (OLEDs) eröffnen hingegen einen alternativen Weg zu dünnen, flexiblen und anpassungsfähigen optischen Stimulationssystemen.
Im Rahmen dieser Masterarbeit sollen strukturierte Bodenelektroden für flexible, top-emittierende OLED-Arrays entwickelt werden, die als optisches Cochlea-Implantat eingesetzt werden können. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf dem Entwurf, der Herstellung und der Charakterisierung strukturierter metallischer Elektroden auf flexiblen Substraten sowie deren anschließender Integration in OLED-Bauelemente. Besonderes Augenmerk gilt dabei der elektrischen Leitfähigkeit der Elektroden, der elektrischen Isolation benachbarter Kanäle, der mechanischen Flexibilität, der Zuverlässigkeit der Kontaktierung sowie der Kompatibilität mit der OLED-Prozessierung. Der abschließende Demonstrator soll die individuelle Ansteuerung einzelner OLED-Pixel sowie den gepulsten optischen Betrieb unter implantatrelevanten Bedingungen ermöglichen.
Arbeitsschwerpunkte
Im Rahmen der Masterarbeit sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:
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Literaturrecherche zu optischen Cochlea-Implantaten, OLED-basierten optogenetischen Stimulationssystemen sowie zu Architekturen strukturierter Elektroden.
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Entwurf eines Layouts für strukturierte OLED-Elektroden und mehrkanalige Demonstratorgeometrien mithilfe eines CAD-Programms.
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Herstellung strukturierter metallischer Bodenelektroden mittels Photolithographie sowie elektrische Charakterisierung hinsichtlich Flächenwiderstand und elektrischer Isolation zwischen benachbarten Kanälen, einschließlich Untersuchungen auf flexiblen Substraten.
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Mechanische Charakterisierung der strukturierten Elektroden, einschließlich Biegetests, Bewertung der Haftfestigkeit sowie Untersuchung der Stabilität der Elektroden vor und nach mechanischer Beanspruchung.
Geeignet für Studierende aller Studiengänge der Elektrotechnik.
Ansprechpartner
Betreuer: Nirbhika Nandakumar,
Betreuende Professorin: Prof. Dr. Caroline Murawski