http://hdl.handle.net/2003/122 2017-07-10T07:56:26Z http://hdl.handle.net/2003/29196 Title: Entwicklung eines integrierten, nanoskaligen Quecksilbersensors auf Basis chemisch abgeschiedener Goldschichten Authors: Keller, Lars Ole Abstract: Eine Verkleinerung der Strukturweiten in der Halbleitertechnik bietet u.a. Vorteile einer höheren Schaltfrequenz und geringeren Gatekapazität. Ein weiterer, auch aus wirtschaftlichem Gesichtspunkt wichtiger Aspekt ist die geringere Fläche eines einzelnen Transistors, aus der eine höhere Packungsdichte und damit bei gleicher Transistoranzahl geringerer Siliziumflächenbedarf resultiert. Um Strukturen in Größenordnungen von sub-100 nm erstellen zu können, sind neben technologischen Aspekten, die verwendeten Lithographiesysteme ein entscheidender Faktor. Im industriellen Halbleiterbereich stellt die Anschaffung aktueller Lithographiesysteme einen erheblichen Kostenfaktor dar. Für öffentliche Forschungseinrichtungen sind diese Geräte schwer zu finanzieren, so dass für die in dieser Arbeit hergestellten nanoskaligen (sub-100 nm) Strukturen das Depositions- und Rückätzverfahren zur Anwendung kommt. Dieses Verfahren ermöglicht es, mittels konventioneller (kostengünstiger) Abscheide- und Ätzanlagen Strukturen im sub-100 nm Bereich zu definieren bzw. zu erstellen. Eine solche, nach dem genannten Verfahren erstellte poly-Siliziumstruktur findet in der vorliegenden Arbeit Anwendung als nanoskaliger Quecksilbersensor. Das Detektionsprinzip basiert auf der Amalgamierung einer wenige zehn Nanometer dicken Goldschicht, aufgebracht auf einem mittels Depositions- und Rückätzverfahrens erstellten sub-100 nm breiten poly-Siliziumsteg, in der zu detektierenden Quecksilberatmosphäre. Als Messgröße wird die aus der Amalgamierung resultierende Änderung des Ohm’schen Widerstandes herangezogen. Bei dem vorgestellten Sensor handelt es sich nicht um einen Wegwerfsensor („Disposalsensor“), das verwendete Prinzip erlaubt vielmehr die Nutzung des Nanostegs als Wärmequelle (Widerstandsheizdraht), wodurch eine Desorption des Quecksilbers von der Goldoberfläche und damit eine Regenerierung des Sensors durchgeführt werden kann. Dies ermöglicht die wiederholte Verwendung des Sensors zur Quecksilberdetektion. Um den finanziellen Aufwand des Herstellungsverfahrens zu minimieren und die von technologischer Seite erforderliche konforme, von allen Seiten den Sensor-Nanosteg umschließende Goldschicht aufzubringen, ist der Ansatz der chemischen Abscheidung in wässriger Lösung in einem zweistufigen Prozess, beginnend mit der Aufbringung einer Nukleationsschicht aus Gold-Nanopartikeln und anschließender Nutzschichtaufwachsung in einer Formierlösung verfolgt und auf seinen Einsatz und Verwendbarkeit hin untersucht und angewendet worden. 2011-11-21T13:21:41Z http://hdl.handle.net/2003/21556 Title: Untersuchungen zur hardwareoptimalen Implementierung digitaler Signalverarbeitungskomponenenten Authors: Jung, Mark Abstract: Mit der Erschließung neuer Anwendungsgebiete der digitalen Signalverarbeitung hat das Interesse an der Weiterentwicklung signalverarbeitender integrierter Schaltungen stetig zugenommen. Den Schwerpunkt dieser Arbeit bildet die Untersuchung und Entwicklung innovativer Hardwarekomponenten zur Umsetzung digitaler kryptographischer und signalverarbeitender Algorithmen. Dabei steht die modulare Erweiterung eines 8-Bit Mikrocontrollers durch flächenoptimierte Coprozessoreinheiten im Mittelpunkt. Besonderes Augenmerk ist gerichtet auf die Entwicklung flexibler und schlanker Schnittstellen zwischen µC und Coprozessor sowie der Erstellung einer gemeinsamen Grundstruktur für die Hardwareerweiterungen. Ein auf dieser Struktur basierender kryptographischer Coprozessor beschleunigt Ver- und Entschlüsselung mit dem Advanced Encryption Standard (AES). Im Zuge der Flächenoptimierung werden die gatterminimierte Umsetzung der zugrundeliegenden Galois-Field-Operationen sowie die eingesetzten Optimierungsmethoden untersucht. Zur beschleunigten Umsetzung von Algorithmen, die auf Multiply-Accumulate-Operationen basieren, wird eine zusätzliche Komponente erstellt, die sich vor allem zur Implementierung digitaler Filter eignet. Der Host-Controller ist in den beschleunigten Bereichen bei geringem Kostenaufwand durch die entwickelten Coprozessoren zu 16- und zum Teil sogar 32-Bit Prozessoren konkurrenzfähig. 2005-08-04T12:56:25Z