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1. Mai 2019
ALOVA: All-oxide Varactor
In den nächsten Jahrzehnten werden immer größere Datenmengen über Mobilfunk übertragen. Die rapide steigende Zahl an Mobilfunkteilnehmern und die damit verbundene Steigerung der erforderlichen Bandbreiten durch das aufkommende Internet der Dinge (internet of things, IoT) und die Veränderung des Nutzerverhaltens, z.B. durch Video-Streaming, sind nur zwei der Gründe.
In den letzten 10 Jahren haben sich die Smartphonenutzer in Deutschland verzehnfacht und zudem sind die Datenmengen extrem gestiegen. Das führt zu sehr hoher Netzauslastung und Netzeinbrüchen vor allem bei Großereignissen. In den letzten Jahren wurden erste steuerbare Komponenten vorgestellt, die ihre Eigenschaften abhängig von einer Steuerspannung ändern können. Dadurch lassen sich einfachere, platzsparendere und effizientere Schaltungen realisieren. Durch die Realisierung eines Varaktors mit oxidischer Elektrode lassen sich Komponenten mit deutlich höherer Güte und Effizienz gegenüber dem derzeitigen Stand der Technik realisieren. Um die große Auslastung des Mobilfunknetzes zu entlasten, müssen Frequenzengpässe vermieden werden. In jedem Smartphone gibt es verschiedene Kommunikationstechnologien. Diese funktionieren nicht auf einer Frequenz, sondern auf einem sehr breiten Spektrum. Dafür werden größere Frequenzbereiche genutzt, um diese Datenmengen und den Empfang zu gewährleisten. Um diese Frequenzen auszulesen, werden in jedem Smartphone verschiedene Antennen und Filter eingebaut.
Ziel des Produktes
Das sehr breite Frequenzspektrum muss abgedeckt werden und die Signale, die von den Antennen empfangen werden, müssen von den Filtern verarbeitet werden. Das funktioniert mit der konventionellen Technologie mit statischen Kondensatoren, die für ein spezielles Frequenzspektrum wird dann erreicht, in dem man die Kondensatoren parallel schaltet. ALOVA (engl. all-oxide varactor) ist eine steuerbarer Kondensator, der sich durch Anlegen einer äußere Spannung im Batteriebereich auf eine spezielle Frequenz einstellen lassen kann.
Beteiligte Personen und Fachgebiete
Herr Patrick Salg, M.Sc. Physik wird die Projektkoordination übernehmen. Er absolvierte seine Masterarbeit im Fachgebiet von Prof. Alff. Herr Salg ist mit allen relevanten Dünnschichtmethoden und der vorliegenden Technologie sehr gut vertraut. Er ist Spezialist für das Wachstum von Dünnschichten, sowie für die Charakterisierung der Schichtmaterialien, die für dieses Projekt unverzichtbar sind. Ein weiterer Mitarbeiter ist Lukas Zeinar, M.Sc. Materialwissenschaften. Er hat seine Masterarbeit ebenfalls in der Arbeitsgruppe von Prof. Alff absolviert. Herr Zeinar ist Spezialist für die Herstellung der abzuscheidenden Schichtwerkstoffe (Targets), die Grundlage für die Dünnschichtabscheidungen sind. Als zusätzlicher Mitarbeiter ist Dominik Walk, M.Sc Elektrotechnik eingeplant. Seine Masterarbeit absolvierte er im Rahmen des VIP+-Projekts. Seitdem übernahm er eine Stelle im ALOVA-Projekt und ist Spezialist für die dielektrischen Charakterisierungen, elektromagnetischen Simulationen und das Komponentendesign. Seine Hauptaufgabe in diesem Projekt ist das Design des integrierbaren Demonstrators.
Projekt Kick-Off 2019. Personen (v.l.n.r.): Lukas Zeinar, M.Sc., Dominik Walk, M.Sc. (Projektteam), Patrick Salg, M.Sc., (Projektkoordination), Prof. Dr. Lambert Alff (Projektleiter), M.Sc. Robert Heitzmann (Innovationsmanager der TU Darmstadt, Pioneer Fund).
