InnoMix Smart Medicine - Mit neuen Technologien auf dem Weg zur Medizin der Zukunft

Das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) erforscht elektronische und optische Komponenten, Module und Systeme auf der Basis von Verbindungshalbleitern. Diese sind Schlüsselbausteine für Innovationen in den gesellschaftlichen Bedarfsfeldern Kommunikation, Energie, Gesundheit und Mobilität. Leistungsstarke und hochbrillante Diodenlaser, UV-Leuchtdioden und hybride Lasersysteme entwickelt das Institut vom sichtbaren bis zum ultravioletten Spektralbereich. Die Anwendungsfelder reichen von der Medizintechnik, Präzisions-messtechnik und Sensorik bis hin zur optischen Satellitenkommunikation. In der Mikrowellentechnik realisiert das FBH hocheffiziente, multifunktionale Verstärker und Schaltungen, unter anderem für energieeffiziente Mobilfunksysteme und Komponenten zur Erhöhung der Kfz-Fahrsicherheit. Kompakte atmosphärische Mikrowellenplasmaquellen werden u. a. für medizinische Anwendungen oder zur Oberflächenbeschichtung entwickelt.

Das FBH ist ein international anerkanntes Zentrum für III/V-Verbindungshalbleiter mit allen Kompetenzen: vom Entwurf, über die Fertigung bis hin zur Charakterisierung von Bauelementen.

Seine Forschungsergebnisse setzt das FBH in enger Zusammenarbeit mit der Industrie um und transferiert innovative Produktideen und Technologien erfolgreich durch Spin-offs. In strategischen Partnerschaften mit der Industrie sichert es in der Höchstfrequenztechnik die technologische Kompetenz Deutschlands.

Für Partner aus Forschung und Industrie entwickelt das FBH hochwertige Produkte und Services, die exakt auf individuelle Anforderungen zugeschnitten sind. Seinem inter-nationalen Kundenstamm bietet es Know-how und Komplettlösungen aus einer Hand: vom Entwurf bis zum lieferfähigen Modul.

Forschungsthemen & Kompetenzbereiche:

• Diodenlaser
• Galliumnitrid-Optoelektronik
• Mikrowellenkomponenten & -systeme
• Galliumnitrid-Elektronik
• Material- und Prozesstechnologie

Technische Hochschule Wildau – Kompetenter Partner für Wirtschaft und Wissenschaft

Mit der 1991 gegründeten Technischen Hochschule Wildau erhielten die akademische Lehre und die wissenschaftliche Forschung und Entwicklung in der Region südöstlich von Berlin einen festen Platz und einen herausragenden Stellenwert. Wirtschaft und Wissenschaft, aber auch öffentliche Verwaltung profitiert unmittelbar davon – durch die zielgerichtete Gewinnung von jungen Fach- und Führungskräften aus den Reihen der Absolventinnen und Absolventen, FuE-Kooperationen und -Projekte, Netzwerke für den Wissens- und Technologietransfer sowie speziell auf die Bedürfnisse der Unternehmen und Einrichtungen zugeschnittene Weiterbildungsprogramme.

Zertifizierte Qualität und enger Praxisbezug sind besondere Kennzeichen der 28 Ingenieur-, wirtschafts- und verwaltungswissenschaftlichen sowie juristischen Studiengänge im Direkt- und berufsbegleitenden Studium an der mit mehr als 4.200 Studierenden größten (Fach)Hochschule des Landes Brandenburg. Die komplette Umstellung von Diplom- auf Bachelor- und Master-Abschlüsse hat den akademischen Charakter der TH Wildau erheblich gestärkt.

Arbeitsgruppe Photonik, Laser- und Plasmatechnologien

Die Arbeitsgruppe Photonik, Laser- und Plasmatechnologien unter der Leitung von Prof. Dr. rer. nat. habil. Sigurd Schrader vertritt die Arbeitsgebiete der Photonik, der optischen Technologien sowie der Laser- und Plasmatechnologien sowohl in der Lehre als auch in der angewandten Forschung. Die AG befasst sich mit den Bereichen:

• Materialsynthese und Untersuchungen
• Herstellung optoelektronischer Bauteile und Komponenten
• Charakterisierung von optoelektronischen Bauteilen und Komponenten
• Prozesscharakterisierung und Optimierung.

Die Forschung erfolgt in enger Kooperation mit industriellen Partnern, vorwiegend mit klein- und mittelständischen Unternehmen aus der Hauptstadtregion Berlin-Brandenburg, aber auch mit Forschungseinrichtungen und Universitäten in nationalen und internationalen Netzwerken.

Mit dem IHP Leibniz Institut für innovative Mikroelektronik GmbH, Frankfurt (Oder) besteht eine enge vertragliche Zusammenarbeit im Rahmen eines gemeinsamen Forschungs- und Ausbildungszentrums (Joint Lab). Arbeitsschwerpunkte sind die Entwicklung neuartiger siliziumbasierter Bauelementekonzepte und Technologien für die Hochgeschwindigkeitselektronik und Photonik, die gemeinsame Lehre und Ausbildung auf dem Gebiet der Mikroelektronik und die Entwicklung neuartiger siliziumbasierter Bauelementekonzepte und Technologien für die Hochgeschwindigkeitselektronik und Photonik. Im Joint Lab werden unter anderem Verfahren zur Erzeugung von Graphenschichten untersucht, um höherer Grenzfrequenzen bis in den Teraherz-Bereich und damit neue Anwendungen in der Sensorik und Medizintechnik zu erschließen.

www.th-wildau.de/forschungsgruppen/ag-schrader/startseite-ag-schrader.html

Arbeitsgebiet Mikrosystemtechnik

Die Mikrosystemtechnik wird im Rahmen der Lehre und angewandten Forschung von Prof. Dr. rer. nat. Andreas H. Foitzik vertreten. Es dominieren hardware-orientierte Inhalte. Schwerpunkt ist die biologische Mikrosystemtechnik für Life-Science-Produkte und -Anwendungen. Dafür stehen ein Reinraum (für Strukturen bis zum Nanometer-Bereich) und ein Kunststofflabor (für die schnelle Umsetzung von Prototypen) zur Verfügung. Das Leistungsspektrum des Arbeitsgebietes umfasst

• Bauteile für Biochips und Biosensoren
• Reaktoren im Makro- und Mikrobereich (auch Mikrofluidik)
• Bearbeitung von Oberflächenstrukturen
• Aufbau- und Verbindungstechnik (verbinden von kleinen Bauteilen zu einem großen System)
• Integration von Schaltungen (Signalverbindung der Mikro- mit der Makrowelt)
• Messen und Regeln des Gesamtsystems
• Mikrostrukturierung
• Mikro- und Makrospritzgießen kleiner Bauteile aus Kunststoff
• Fräsen von Mikrobauteilen aus Kunststoff oder Metall
• Mechanische und optische Materialprüfung.

Knowhow und Infrastruktur des Arbeitsgebietes stehen auch für Anwendungen außerhalb der biologischen Mikrosystemtechnik zur Verfügung.

www.th-wildau.de/en/im-studium/fachbereiche/igw/igw-studiengaenge/bb-for...

- Analyse und Entwicklung von Optischen Schutzschichten für organische und anorganische Halbleiterschaltungen und Produkte
- Untersuchung der Lebensdauer von Schichten, Bauteilen und Produkten in Abhängigkeit von der Bestrahlungsstärke und der Lichtwellenlänge
- Charakterisierung von Lichtquellen hinsichtlich der Effizienz, optischen Performance auch innerhalb der Ulbrichtkugel ( - Analyse und Charakterisierung von Transparenz und Reflektivität organischer und anorganischer Materialien
- Erzeugung von Beleuchtungsdaten z.B. EULUMDAT für Lichtquellen und Ausleuchtungssimulation
- Methodenentwicklung für optische Analytik z.B. Liquid Crystal Thermographie und Emissionsmikroskopie

Mikroaktoren und -sensoren sind die Basis für miniaturisierte, intelligente und vernetzte Systeme. Seit 2012 wird in der Projektgruppe „Mesoskopische Aktoren und Systeme“ MESYS des Fraunhofer-Instituts für photonische Mikrosysteme IPMS in Zusammenarbeit mit der Brandenburgischen Technischen Universität BTU Cottbus-Senftenberg eine völlig neue Art von leistungsfähigen Aktoren entwickelt und erprobt.

Mithilfe elektrostatischer Aktoren werden Platten oder Balken bewegt und zur Ablenkung von Lichtstrahlen, zur Bewegung von Flüssigkeiten oder zur Erzeugung von Ultraschall genutzt. Ziel der Forscher ist es, fundamentale Auslenkungen nur in Verbindung mit großen Aktor-Abmessungen und hohem Energieverbrauch realisierbar sind. Die Forscher entwickelten durch ein geeignetes Hebelprinzip eine neue Klasse elektrostatischer Biegeaktoren mit extrem kompaktem Design bei gleichzeitig großen Auslenkungen ohne Hysterese. Diese neuen Aktoren werden mit konventionellen Silizium-Herstellungsverfahren gefertigt, sind direkt in Halbleiterbauelemente und CMOS-Schaltkreise integrierbar und besitzen damit das Potential für eine kostengünstige Volumenfertigung.

Durch die Leistungsfähigkeit und den hohen Miniaturisierungsgrad der patentierten Aktor-Technologie eröffnen sich völlig neue Einsatzgebiete und Designmöglichkeiten. Anwendungen im Bereich der Optik sind beispielsweise hochpräzise Positionierantriebe von Mikrokippspiegeln oder Linsensystemen zur Laserstrahlauslenkung, in Piko-Projektoren, 3D-Endoskopen oder mikroskopischen Anwendungen. Auch als optische Schalter oder für die hochgenaue Positionierung von Lichtwellenleitern bieten sich die neuen Aktoren an. Neben der Optik ist eine Vielzahl weiterer Anwendungen im Fokus von MESYS: In der Medizintechnik als Mikropumpen und -ventile in Mikrofluidiksystemen oder implantierbaren Insulinpumpen oder auch als miniaturisierte Lautsprecher für Hörgeräte, Smartphones und Wearables, die im Gegensatz zu bestehenden mikromechanischen Lautsprechern Bässe sehr gut wiedergeben und gleichzeitig ein äußerst kompaktes Design bieten.