LOEWE Jahresbericht 2012 - Hessisches Ministerium für ...

9 Bewilligte Projekte 5. Förderstaffel (zentrum und Schwerpunkte)
Wissenschaftliche Ziele / Publika tions ziele
Wissenschaftliches Ziel und Aufgabe des Schwerpunkts ist die anwendungsorientierte Grundlagenforschung
im Bereich der THz-Sensorik, der THz-Sensorsystemtechnik und der THz-Technologie (s. Abbildung S. 153).
Sie bilden die drei Arbeitsbereiche des LOEWE-Schwerpunktes. Am Ende der drei Jahre des Schwerpunktes
sind mindestens zwei funktionsfähige Demonstratoren angestrebt: ein Grundlagendemonstrator mit
dem Ziel eines modularen Lab-on-Chip für die Biosensorik sowie ein Industriedemonstrator zur Gas- und
Partikelanalyse oder zur 3D-Bildgebung (s. Abbildung).
B
THz-Technologie
Basistechnologien für die Arbeitsbereiche A und C
Modulares Lab-on-Chip (Chiplevel)
Bereits zu Beginn der Laufzeit des Schwerpunktes wurde in der ersten Direktoriumssitzung am 19. Feb-
154 ruar 2013 der wissenschaftliche Beirat bestimmt. Die Mitglieder des Direktoriums sind:
155
Optisches
Schwebungssignal
Emitter
Antikörper
THz-Messung
Lab-on-Chip
Sensor Struktur
mit Funktionsschicht
Antigene
Detektor
3D-Imaging Demonstrator
N×M Detektorarray
THz
Quelle
Elektronisch
schwenkbare
Antenne
Werkstoff
Detektorarray
Der LOEWE-Schwerpunkt STT arbeitet eng mit zahlreichen regionalen und internationalen Partnerfirmen
sowie Einrichtungen aus der außeruniversitären Forschung zusammen. Darunter sind zwei Ausgründungen
der beiden beteiligten Universitäten: die Firma ACST GmbH im Bereich der Terahertz-Technologie (Schottky-Dioden)
und die Firma SynView GmbH im Bereich der Systementwicklung für die Terahertz-Bildgebung.
Somit wird von Anfang an die Transferierbarkeit und praktische Anwendung der neu entwickelten Terahertz-Sensoren
sichergestellt.
Personelle Ziele/Finanzielle Ziele
Anfang 2013 werden dem LOEWE-Schwerpunkt STT ein zusammenhängender Bürobereich in der Rundeturmstrasse
10 in Darmstadt zur Verfügung stehen, in dem die beiden in Berufungsverhandlungen befindlichen
Juniorprofessuren „THz-Sensoren“ und „THz-Systemtechnik“ mit ihren Nachwuchsgruppen angesiedelt
werden sollen. Ihre Berufungen werden zum 1. Januar 2014 erwartet.
• Prof. Heinz-Wilhelm Hübers, Institut für Optik und atomare Physik, Deutsches Zentrum für Luft und
Raumfahrt e. V., Oberpfaffenhofen,
• Prof. Dr.-Ing. Martin Vossiek, Lehrstuhl für Hochfrequenztechnik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-
Nürnberg,
• Prof. Pablo Acedo Gallardo, Departamento de Technologia Electronica, Universidad Carlos III de Madrid
und
• Dr. Patrick Leisching/Dr. Anselm Denninger, TOPTICA Photonics AG, Gräfelfing.
A
THz-Sensoren
und Sensorkonzepte
C
THz-Systemtechnik
und Sensorsysteme
LOEWE-Schwerpunkt STORE-E
Stoffspeicherung in Grenzflächen
Schematische Darstellung der vorgesehenen Realisierung von zwei Hardwaredemonstratoren:
1. Lab-on-Chip Biosensor sowie 2. 3D-Bildgebungssystem.
Die Publikationsziele des Schwerpunktes erschließen sich aus seinen Forschungs- und Praxisfeldern, mit
dem Ziel, die internationale Sichtbarkeit zu stärken. Bereits 2013 werden die gesteckten Ziele von fünf
Konferenz- bzw. Workshop-Beiträgen und drei Zeitschriftenartikel, sowie die Herausgabe einer Publikationsschrift
erreicht.
Weitere Ziele
Organisatorische Ziele/Kooperationsziele
Am LOEWE-Schwerpunkt Sensors Towards Terahertz sind Wissenschaftler aus der Elektrotechnik, Physik,
Materialwissenschaft und Chemie der Universitäten Darmstadt und Frankfurt beteiligt: Ein entsprechender
Kooperationsvertrag wurde am 27. September 2012 unterzeichnet.
Zur Bearbeitung des Schwerpunktes hat das Präsidium der Technischen Universität Darmstadt einen
zentralen THz-Laborkomplex, bestehend aus zwei THz-Laboren, einem Elektroniklabor und einem Gerätelager
zugesagt, der sich aktuell in der Bauphase befindet. Das STT Labor 1 (Freistrahlmessungen) ist ab
dem 1. Oktober 2013 bezugsfertig, während das STT Labor 2 (Netzwerkanalyse) bis Ende des Jahres
fertiggestellt wird. Für dieses Labor ist eine aufwendige, vektorielle Netzwerkanalyse bis 500 GHz beantragt.
Die Förderentscheidung für diesen Großgeräteantrag mit einem Umfang von ca. 900.000 Euro wird
voraussichtlich im September 2013 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) beschieden.
Leitziele
Partner Justus-Liebig-Universität Gießen (Federführung) (JLU), Philipps-Universität Marburg,
Technische Hochschule Mittelhessen (THM), Gießen, Karlsruher Institut für Technologie
KIT, Karlsruhe (assoziiert)
Koordinator Prof. Dr. Jürgen Janek, Justus-Liebig-Universität Gießen
Homepage www.store-e.de
> Aufbauphase
Förderzeitraum 1. Januar 2013 – 31. Dezember 2015
Landesförderung 3.976.920 Euro
2013 1.498.104 Euro
2014 1.407.408 Euro
2015 1.071.408 Euro
Speichereffekte stellen allgemein eines der vielfältigsten Forschungsgebiete im Bereich von Physik, Chemie
und Materialwissenschaft dar, dessen Themen von der Informationsspeicherung, der Energie- und
Wärmespeicherung bis zur Stoffspeicherung reichen und heute die Basis für unverzichtbare Technologien
bilden. Elektrochemische Verfahren der Energiespeicherung sind von zentraler Bedeutung für die Entwicklung
von elektrisch betriebenen Fahrzeugen („Elektromobilität“) und mobilen Geräten einerseits und für
die Weiterentwicklung des Energieversorgungsnetzes („Smart Grid“) andererseits. Sie stellen gleichzeitig
auch eine große wissenschaftliche Herausforderung dar. Interessanterweise sind die diesen Anwendungen
zugrundeliegenden Mechanismen immer auch gleichzeitig mit Stoffspeichereffekten verknüpft. So ist der
Speichermechanismus von Batteriezellen, Super- oder auch Speicherkatalysatoren zwingend mit dem