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Subjects for Master and Bachelor Thesis, Project Work (German only..)

Hier ist eine Liste von Themen, zu denen in der Arbeitsgruppe Projektpraktika ('PP'), Bachelorarbeiten ('BA') oder Masterarbeiten ('MA') durchgeführt werden können. Einträge mit '+' sind z.Z. für den Fortschritt der Projekte besonders relevant und werden daher mit Priorität vergeben.
Bei Interesse melden Sie sich bitte bei Prof. Fischer.

    Messungen, Simulationen und Datenanalyse:

  1. Simulation von Photonenverteilungen im DARWIN Experiment (PP, BA)
    Im geplanten 'DARWIN' Experiment soll nach 'dunkler Matierie' gesucht werden. Ein Teil des Detektors besteht aus einer Ebene mit ca. 300 μm x 300 μm kleinen Sensorelementen, die jeweils ein einzelnes optisches Photon nachweisen können. Im Abstand von ein paar Zentimetern vor dieser Ebene entstehen 'Lichtblitze' aus einigen 1000 Photonen, die von den Sensorelemente nachgewiesen werden. Die zweidimensionale Verteilung der Treffer soll durch einfache Simulationen ermittelt werden. Aus der gemessenen Information soll dann die Position und die Intensität des Lichtblitzes ermittelt werden. Insbesondere sollen Methoden entwickelt werden, wie auch bei einer lokalen Sättigung der Sensorzellen (und damit dem Verlust von Photonen) die Amplitude so gut wie möglich rekonstruiert werden kann.
  2. Messung der Lichtemission in SPADs (MA)
    Beim Lawinenprozess in Single Photon Avalanche Photodioden (SPADs) entstehen optische Photonen, die den Sensor wieder verlassen und so an anderer Stelle als Untergrund wirken können. Der Effekt soll untersucht werden, indem z.B. ein Spiegel über dem SPAD Chip montiert wird und die Rate an Dunkeltreffern geeignet analysiert wird.
  3. Messung der Comptonrate von 511keV Gammas in LYSO (MA)
    Am Lehrstuhl kann evtl. mit einem segmentierten LYSO Kristall die Comptonrate in LYSO gemessen werden. Dies soll zunächst mit Geant simuliert werden. Dann sollen Daten genommen und analysiert werden. Skills: Physikkenntnisse, idealerweise Erfahrung mit Geant.
  4. Evaluation des ToF Chips VL53L0X (PP)
    Der obige Chip nutzt das Flugzeitprinzip und enthält einen Lasertreiber, eine Laserdiode und einen schnellen Photodetektor. Er soll in Betrieb genommen werden und die Funktion charakterisiert werden.
  5. Schaltungsentwurf:

  6. Full Custom FIFO (MA)
    In der Gruppe werden mehrere phtosensitive Chips in einer 350nm Technologie entworfen. Um den Platzbedarf für notwendige digitale Logik zu reduzieren, soll ein kompaktes FIFO enwtorfen werden, das auf full custom SRAM Zellen basiert und evtl. eine full-custom Ansteuerung beinhaltet. Skills: Analoges Schaltungsdesign, VLSI Design.
  7. Übertragung eines hochauflösenden DACs von 180nm → 65nm Technolgie (MA)
    In der Gruppe wurde ein Digital-Analog-Wandler mit 12 Bit Auflösung in einer 180nm Technologie entworfen. Er weist eine sehr gute DNL und INL auf uns ist streng monoton. Das Design soll in eine 65nm Technologie übertragen werden. Skills: Analoges Schaltungsdesign, VLSI Design.
  8. Übertragung eines Chips von 65nm → 40nm (MA)
    Der analoge Teil eines vorhandenen Chips zum Nachweis von Röntgenphotonen bei sehr hohen Raten soll aus einer 65nm Technologie in eine 40nm Technologie übertragen werden. Die Schaltpläne sollen zunächst 1:1 übernommen und simuliert werden. Dann werden Transistorgrößen optimiert (mit Betreuung). Schließlich soll das Full-Custom-Layout gezeichnet werden. Skills: Analoges Schaltungsdesign, VLSI Design.
  9. Schneller DAC in 65nm (MA)
    Zur Ansteuerung elektro-optischer Modulatoren in einem optischen Computer soll ein schneller (≈1 GHz) Digital-Analog-Wandler mit moderator Auflösung (≤8 Bit) und einem Spannungsbereich von ca. 0.6 V entworfen werden. Skills: Analoges Schaltungsdesign, VLSI Design.
  10. Vergleich Synthese / Full Custom Design (BA, PP)
    Am Beispiel eines Thermometer Encoders und eines Prioritätsencoders soll die Performance (Geschwindigkeit, Größe) eines manuell optimierten Designs und eines automatisch synthetisierten Designs verglichen werden. Skills: HDL, Digitale Synthese Werkzeuge.
  11. Entwurf eines einfachen PAL, das via JTAG programmiert werden kann. Skills: Analoger Schaltungsentwurf, HDL.
  12. DAC mit Stromdivision (BA, PP)
    Mit geeigneten Schaltungen ist das präzise Teilen von Strömen möglich. Es soll untersucht werden, wie mit diesem Prinzip ein low voltage DAC aufgebaut werden kann und welche Auflösung erreichbar ist. Skills: Analoger Schaltungsentwurf, Layout
  13. Low Power Asynchronous ADC mit Charge Redistribution (MA, BA)
    Hier soll ein Analog-Digitalwandler mit moderater Auflösung (6-8 Bit) entworfen werden, der auf einem Kondensator-Array mit Ladungsumverteilung beruht. Der ADC soll eine sehr niedrige Leistungsaufnahme und einen kleinen Flächenbedarf haben. Skills: Analoger Schaltungsentwurf, Layout
  14. Sigma-Delta ADC höherer Ordnung (MA)
    Ein am Lehrstuhl entwickelter Temperatursensor auf Basis eines Sigma-Delta ADCs soll mit einem Filter höherer Ordnung verbessert werden. Skills: Analoger Schaltungsentwurf, Layout
  15. Verschiedenes:

  16. Lock-In Demo (PP, BA)
    Beim 'Lock-In' Verfahren (Link) werden sehr schwache Wechselsignale gemessen, indem eine Korrelation mit einem Signal der richtigen Frequenz hergestellt wird. Für einen Vortrag der 'Kinder-Uni' soll ein Demonstrationsexperiment entwickelt werden, bei dem ein sehr leises Tonsignal erkannt wird.
  17. Bond Pad Designer (BA)
    In der Gruppe wurde ein Programm entwickelt, das ausgehend von den Positionen der Bondpads eines Chips automatisch das Layout eines Bondfeldes auf einer Leiterplatte erzeugen kann. Dieses nützliche Tool soll verbessert und so robust inplementiert werden, dass es auch von unerfahrenen Nutzern benutzt werden kann. Es soll evtl. als Open Source Software zur Verfügung gestellt werden.

Letztes Update dieser Seite: 7/2022 PF

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