Mechanik von Mikrosystemen

  • type: Vorlesung (V)
  • semester: WS 20/21
  • time: 05.11.2020
    10:00 - 11:30 wöchentlich


    12.11.2020
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    19.11.2020
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    26.11.2020
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    03.12.2020
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    10.12.2020
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    17.12.2020
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    07.01.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    14.01.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    21.01.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    28.01.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    04.02.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    11.02.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    18.02.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich


  • lecturer: Dr. Patric Gruber
    Dr. Christian Greiner
  • sws: 2
  • lv-no.: 2181710
  • information: Online
Inhalt

1. Einleitung: Anwendungen und Herstellungsverfahren
2. Physikalische Skalierungseffekte
3. Grundlagen: Spannung und Dehnung, (anisotropes) Hookesches Gesetz
4. Grundlagen: Mechanik von Balken und Membranen
5. Dünnschichtmechanik: Ursachen und Auswirkung mechanischer Spannungen
6. Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften dünner Schichten und kleiner Strukturen: Eigenspannungen und Spannungsgradienten; mechanische Kenngrößen wie z.B. Fließgrenze, E-Modul oder Bruchzähigkeit; Haftfestigkeit der Schicht auf dem Substrat; Stiction
7. Elektro-mechanische Wandlung: piezo-resistiv, piezo-elektrisch, elektrostatisch,...
8. Aktorik: inverser Piezoeffekt, Formgedächtnis, elektromagnetisch

Die Studierenden können Größen- und Skalierungseffekte in Mikro- und Nanosystemen benennen und verstehen. Sie verstehen die Bedeutung von mechanischen Phänomenen in kleinen Dimensionen und können darauf aufbauend beurteilen, wie diese die Werkstofftechnik sowie die Wirkprinzipien und das Design von Mikrosensoren und Mkiroaktoren mitbestimmen.

Präsenzzeit: 22,5 Stunden
Selbststudium: 97,5 Stunden

Mündliche Prüfung ca. 30 Minuten

VortragsspracheDeutsch
Literaturhinweise

Folien,
1. M. Ohring: "The Materials Science of Thin Films", Academic Press, 1992
2. L.B. Freund and S. Suresh: "Thin Film Materials"
3. M. Madou: Fundamentals of Microfabrication", CRC Press 1997
4. M. Elwenspoek and R. Wiegerink: "Mechanical Microsensors" Springer Verlag 2000
5. Chang Liu: Foundations of MEMS, Illinois ECE Series, 2006

Organisatorisches

Die Vorlesung findet in der Regel zum angekündigten Termin online statt. Die Vorlesung wird parallel aufgezeichnet. Einzelne Vorlesungen können in Ausnahmefällen im Vorfeld aufgezeichnet werden. Die Videos und Vorlesungsfolien werden auf KIT-ILIAS bereitgestellt. Der Zugang zu MS Teams und weitere Informationen zur Organisation und Interaktion werden auf ILIAS bekannt gegeben. Die Anmeldung zum ILIAS-Kurs kann direkt bis zum 30.11.2020 erfolgen. Bei Fragen wenden Sie sich bitte jederzeit an christian.greiner@kit.edu oder patric.gruber@kit.edu.