Überblick

Kurze Übersicht

Das Graduiertenkolleg „Steuerbare, integrierbare Komponenten der Mikrowellentechnik und Optik“ (GRK 1037/1-04) startete an der TU Darmstadt am 01.07.2004. Sprecher des Kollegs war Prof. Jakoby, Koordinator war Dr. Dill und das Sekretariat leitete Frau Kaiser. Im Kolleg haben Wissenschaftler aus den Fachbereichen Elektrotechnik und Informationstechnik, Physik, Chemie sowie Material- und Geowissenschaften mitgearbeitet. Das Fördervolumen der ersten Förderphase betrug 2.45 Mio. € und damit konnten 18 erhöhte Stipendien fortlaufend über eine Dauer von 4,5 Jahren vergeben werden. Nach erfolgreicher Begutachtung wurde das Kolleg um weitere 4,5 Jahre verlängert und daran anschließend gewährte die DFG eine einjährige Auslauffinanzierung.

Das Kolleg hat mehr als 50 Stipendiaten, Qualifizierungsstipendiaten und Postdoktoranden während der 10-jährigen Laufzeit ausgebildet und finanziert. Zusätzlich haben weitere Doktoranden und Postdoktoranden im Kolleg mitgearbeitet, die über Landestelle und Drittmittel bezahlt wurden, und die Forschung auf dem Gebiet der „Tunable Components“ entscheidend vorangebracht. Das Fördervolumen der DFG betrug insgesamt ca. 5,5 Mio. €.

Zusammenfassung

Intelligente, frequenz- und raum-agile Sensor- und Kommunikationssysteme kommender Generationen erfordern steuerbare, integrierbare Komponenten der Mikrowellentechnik und Optik. Beispiele sind elektronisch-steuerbare Antennen für Umweltmonitoring, Sicherheits­systeme und Satellitenkommunikation, steuerbare Hochfrequenzmodule wie Anpassnetz­werke, Duplexer und Multibandantennen für kognitive Mobilfunksysteme, leistungseffiziente RFIDs zur Identifikation von Gefahrengütern sowie abstimmbare Filter und Laser zur Kanal­selektion in optischen Übertragungssystemen und zur Gassensorik. Die Realisierung solcher agilen Komponenten stellt eine Herausforderung dar, die mit heutigen Technologien nur un­zurei­chend gelöst werden kann. Innerhalb des Kollegs zielen wir auf eine Lösung mit neuarti­gen „steuer­baren“ Funktionsmaterialien und MEMS sowie entsprechenden innovativen Pro­zesstech­nologien. Hierbei werden die elektrischen, magnetischen oder mikro­geometrischen Eigenschaften durch äußere Spannung oder Strom gesteuert. Zusätzlich erfor­dert der gesamte Entwicklungs­zyklus neue Bauelementkonzepte, Entwurfsmethoden mit Multiskalen-Model­lierung, eine dedizierte Material- und Bauteilcharakterisierung sowie Tests und Optimierung der Kompo­nenten über einen Frequenzbereich von etwa 800 MHz bis 800 THz.

Deshalb zielt der Graduiertenkolleg auf eine interdisziplinäre Graduiertenausbildung im Rahmen eines koordinierten und innovativen Forschungsprogramms auf diesem Gebiet. Die fachüber­greifende Zusammensetzung der beteiligten Wissenschaftlern aus den Fachbereichen Elektro­technik und Informationstechnik, Physik, Materialwissenschaften und Chemie trägt der notwen­digen inhärenten Interdisziplinarität des Themas Rechnung. Dabei folgt sie der Leitidee des Kol­legs, die unterschiedlichen fachspezifischen Forschungsarbeiten auf diesem Forschungsfeld an der TU Darmstadt zu bündeln, um u.a. den Ideenaustausch, die notwendige fachübergreifende Zusammenarbeit und die Graduiertenausbildung gezielt zu fördern, Synergieeffekte zu nutzen und um die hervorragende Position der TU Darmstadt auf diesem innovativen Forschungs­gebiet im internationalen, wissenschaftlichen Umfeld zu festigen und auszubauen.

Den Stipendiaten wird in diesem Kolleg spezielles und fachübergreifendes Wissen in internen und internationalen kollegspezifischen Veranstaltungen vermittelt. Die Verwirklichung der angestrebten Forschungsziele erfordert den Austausch von Stipendiaten mit Kooperations­partnern. Aufgrund der Synergieeffekte erwarten wir eine beschleunigte Durchführung, insbe­sondere der technologisch-orientierten, sehr zeitintensiven Forschungsvorhaben.