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Diplomarbeit/Masterarbeit/Studienarbeit - Experimentelle Bestimmung der Materialparameter und der inneren Spannungen für ein mikromechanisches piezoelektrisches Mikrophon

01.08.2008, Diplomarbeiten, Bachelor- und Masterarbeiten

Aufgabe: Eingebettet in eine aktuell am Lehrstuhl in Kooperation mit der Firma EPCOS durchgeführten- Dissertation und basierend auf einer derzeit laufenden Diplomarbeit (Zusammenarbeit erwünscht) sollen Teststrukturen mittels Interferometrie charakterisiert und mit FEM-Rechnungen (ANSYS) simuliert werden. Aus dem Vergleich von Meß- und Simulationsdaten sollen die Materialparameter und die inneren Spannungen der Schichten extrahiert werden. Die Arbeit wird in enger Zusammenarbeit und Absprache mit der Firma EPCOS durchgeführt, da die Erkenntnisse über die untersuchten Materialien direkt in den Entwicklungsprozess der Mikrophone einfließen sollen.

Mikromechanische Mikrophone sind zur Zeit für Anwendungen in Hörgeräten und Mobiltelefonen ein heißes, hochaktuelles Thema. Das Konzept zur Realisierung solcher Mikrophone basiert darauf, Schallwellen über die Schwingungen einer mikromechanisch hergestellten, dünnen Membran aufzunehmen und die durch die Auslenkung der Membran entstehenden elektrischen Signale auszulesen. Gerade von mikromechanischen Mikrophonen, die das piezoelektrische Wandlerprinzip ausnutzen, verspricht man sich wegen des relativ einfachen Herstellungsprozesses ein großes Potential. Nachteil dieser Strukturen ist, dass sie immer aus mehreren Schichten aufgebaut sind und daher die mechanischen Spannungen, die durch den Herstellungsprozess in der Sensormembran entstehen, eine große Rolle spielen. Durch sie wird die Membran verformt, so dass die Sensitivität sinkt und teilweise sogar so niedrig werden kann, dass das Mikrophon für die Anwendung untauglich wird. Mit Teststrukturen sollen daher die mechanischen Spannungen und die tatsächlich vorliegenden Materialeigenschaften der einzelnen benötigen Materialschichten bestimmt werden, um die genauen prozessabhängigen Materialparameter für den Designprozess und die Optimierung der Bauelemente zu extrahieren.
Aufgabe:
Eingebettet in eine aktuell am Lehrstuhl in Kooperation mit der Firma EPCOS durchgeführten- Dissertation und basierend auf einer derzeit laufenden Diplomarbeit (Zusammenarbeit erwünscht) sollen Teststrukturen mittels Interferometrie charakterisiert und mit FEM-Rechnungen (ANSYS) simuliert werden. Aus dem Vergleich von Meß- und Simulationsdaten sollen die Materialparameter und die inneren Spannungen der Schichten extrahiert werden.

Kontakt: Teresa Zöpfl, Lehrstuhl für Technische Elektrophysik, TU München, Geb. N4, Raum N0403, Tel. 289-23103, email: zoepfl@tep.ei.tum.de.