Masterarbeiten

Themen für Master-, Bachelor- und Studienarbeiten

1. Themen im Bereich der organischen Feldeffekttransistoren (OFET)

Im heutigen Technologiezeitalter kommt dem Transistor als dem wichtigsten Bauelement der Mikroelektronik eine zentrale Rolle zu, denn Transistoren befinden sich in nahezu allen modernen elektronischen Schaltungen. In letzter Zeit gewinnt die „tragbare Elektronik“ zunehmend an Bedeutung. Für die Herstellung der hierfür benötigten flexiblen Bauelemente und Schaltungen bieten sich organische Halbleiter an, die im Gegensatz zu den herkömmlichen Halbleitern wie Silizium oder Germanium neben ihrer Biegsamkeit zusätzlich den Vorteil geringerer Herstellungskosten besitzen. Seit der Vorstellung des ersten organischen Feldeffekttransistors (OFET) im Jahre 1987 beschäftigen sich zahlreiche Forschergruppen mit der Optimierung von OFETs. Im Rahmen eines Forschungsprojektes an der Professur für Elektronik, das sich speziell mit der Beschichtungstechnik und Oberflächenwissenschaft befasst, sind folgende Themen für Bachelor- und Masterarbeiten zu vergeben:

 

Thema OFET 1

Titel:
Herstellung und Charakterisierung organischer Feldeffekttransistoren mit  Polymethylmethacrylat-Isolatorschicht.

Typ:
Praktische Aufgabe

Beschreibung:
Mit Hilfe eines Schleuderbeschichtungsverfahrens ist ein OFET mit einem Isolator aus Polymethylmethacrylat und einem Substrat aus Indium-Zinn-Oxid herzustellen. Mittels geeigneter Messmethoden (Messung der Strom-Spannungs-Kennlinien, Schichtdickenbestimmung, Messung der freien Oberflächenenergie etc.) ist der OFET zu charakterisieren und hinsichtlich seiner Übertragungseigenschaften zu optimieren.

 

Thema  OFET 2

Titel:
Herstellung und Charakterisierung organischer Feldeffekttransistors mit ultradünner Pufferschicht aus Polymethylmethacrylat.

Typ:
Praktische Aufgabe

Beschreibung:
Es ist ein OFET mit einer ultradünnen (Nanometer-Bereich) Pufferschicht aus Poly-methylmethacrylat und einem Siliziumdioxid-Substrat herzustellen. Mit Hilfe geeigneter Messmethoden (s.o.) ist der OFET zu charakterisieren und hinsichtlich seiner elektrischen Eigenschaften zu optimieren.
Thema  OFET 3

Titel:
Untersuchung des Einflusses der Korngröße auf die elektrischen Eigenschaften von Pentacen-OFETs.

Typ:
Praktische Aufgabe

Beschreibung:
Durch thermisches Aufdampfen im Hochvakuum ist ein OFET mit dem organischen Halbleiter Pentacen herzustellen. Die Korngröße des Halbleiterfilms wird hierbei durch Variation der Aufdampfrate sowie der Substrattemperatur beeinflusst.  Ziel dieses Projektes ist es, zunächst  die Pentacen-Korngröße mittels AFM (Atomic Force Microscopy) Messung exakt zu bestimmen, um anschließend den Einfluss der Korngröße auf das elektrische Verhalten des OFET zu untersuchen.

 

Thema  OFET 4

Titel:
Optimierung des Gold-Aufdampfprozesses bei der Herstellung von Pentacen-OFETs durch Steuerung der Substrattemperatur.

Typ:
Praktische Aufgabe

Beschreibung:
Bei der Herstellung von Pentacen-OFETs kommt es beim Aufdampfen von Gold-Elektroden zu einer unvermeidlichen thermischen Belastung des zu kontaktierenden Halbleiterfilms. Um diesen unerwünschten Effekt zu minimieren, wurde eine wasserbetriebene Substratkühlung entworfen. Ziel dieses Projektes ist es, den Einfluss unterschiedlicher Prozessparameter (z.B. mit/ohne Substratkühlung) auf die elektrischen Eigenschaften der hergestellten OFET sowie die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse zu untersuchen.
Ansprechpartner
•    Prof. Göbel
•    M.Sc. Lin Gong (Themen OFET 1 und OFET 2)
•    M.Sc. Wenjie Qin (Themen OFET 3 und OFET 4)

 

2. Themen im Bereich der organischen Leuchtdioden (OLED)

An der Professur für Elektronik wurde in den letzten Jahren eine organische Leuchtdiode (OLED) mit dem alternativen, ungiftigen und sehr preisgünstigen Kathodenmaterial Natriumstearat entwickelt, das auch Grundbestandteil vieler Seifen ist. Diese OLED weist eine spezielle Strom-Spannungs-Charakteristik auf, die aus unterschiedlichen, von der elektrischen Feldstärke abhängigen Injektionsmechanismen an der Kathode resultiert. Diese auf dem quantenmechanischen Tunneleffekt basierenden Mechanismen werden derzeit (neben weiteren, speziell für die Modellierung von organischen Materialien notwendigen physikalischen Modellen) in einen für eindimensionale (1D) Strukturen ausgelegten und in der Programmiersprache C++ geschriebenen Device-Simulator implementiert, um das Verhalten der OLED simulieren zu können. In diesem Zusammenhang bieten sich mehrere Themen für BA, SA und MA an:

 

Thema OLED 1

Titel:
Programmierung von Benutzerschnittstellen zur grafischen Ein- und Ausgabe für einen 1D-Device-Simulator.

Typ:
Programmieraufgabe

Beschreibung:
Um bei dem o.g. 1D-Device-Simulator die Eingabe von Bauteilstrukturen (Schicht-dicken, Dotierungsprofil, Materialparameter etc.) sowie die grafische Ausgabe und Aufbereitung der Simulationsergebnisse zu vereinfachen, sind entsprechende Benutzerschnittstellen in C++ zu programmieren.

 

Thema OLED 2

Titel:
Portierung eines 1D-Device-Simulators von der Programmiersprache C++ nach Java sowie Programmierung von Benutzerschnittstellen zur grafischen Ein- und Ausgabe.

Typ:
Programmieraufgabe

Beschreibung:
Der oben genannte, in C++ programmierte 1D-Device-Simulator soll in die plattformunabhängige Sprache Java portiert werden, um den Simulator z.B. für die Unterstützung von Lehrveranstaltungen über das Internet verfügbar zu machen.  Um die komfortable Eingabe von Bauteilstrukturen sowie die Ausgabe der Simulationsergebnisse zu ermöglichen, sind entsprechende Benutzerschnittstellen in Java zu programmieren.
Thema OLED 3

Titel:
Implementierung und Untersuchung alternativer numerischer Lösungsmethoden und  Darstellungsweisen von Systemvariablen zur Lösung von Konvergenzproble-men bei einem Device-Simulator.

Typ:
Programmieraufgabe mit hohem Anteil an numerischer Mathematik / Analytik

Beschreibung:
Bei dem o.g. 1D-Device-Simulator kommt es bei  Verwendung bestimmter Material-parameter zu Konvergenzproblemen mit bisher unbekannter Ursache. Der Ansatz zur Lösung des Problems besteht darin, die Ursache der Konvergenzprobleme zunächst zu lokalisieren und anschließend z.B. durch Anwendung geeigneter stabiler numerischer Lösungsmethoden oder durch Verwendung alternativer Darstellungsweisen der internen Systemvariablen zu eliminieren.

 

Anforderungen / Voraussetzungen:
•    Grundkenntnisse der Halbleiterelektronik und großes Interesse, diese Kenntnisse weiter zu vertiefen,
•    Programmiererfahrung ( C++, Java),
•    Eigeninitiative, hohe Motivation sowie Fähigkeit zum selbstständigen Arbeiten,
•    Speziell für Thema 3: Sehr gute Kenntnisse in der numerischen Mathematik.
Ansprechpartner:
•    Prof. Göbel
•    Dipl.-Ing. H.Siemund

HSU

Letzte Änderung: 1. November 2017