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Projekt
Integriertes Terahertz Heterodynspektrometer in Silizium Technologie für Anwendungen in Biomedizin und Raumfahrt (SiTeSpec)
Antragsteller
Professor Dr. Corrado Carta; Professor Dr. Heinz-Wilhelm Hübers
Fachliche Zuordnung
Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
Förderung
Förderung seit 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 550645478
Die siliziumbasierte Halbleitertechnologie bietet die Möglichkeit eines hohen Integrationsgrades und hoher Leistungsfähigkeit bei geringer Masse und niedriger elektrischer Eingangsleistung. Aufgrund der Robustheit der SiGe-BiCMOS-Technologie ist sie ein idealer Kandidat für Weltraumanwendungen, insbesondere für die Fernerkundung von Atmosphären. Sie ist auch vielversprechend für biomedizinische Anwendungen wie die Atemgasanalyse, da niedrige Gaskonzentrationen mit hoher Empfindlichkeit nachgewiesen werden können und eine große Anzahl verschiedener Gase untersucht werden kann. Ziel dieses Projekts ist es, integrierte Terahertz-Heterodynspektrometer in SiGe-BiCMOS-Technologie im Frequenzband um 550 GHz für beide Anwendungen zu entwickeln. Der Frequenzbereich ist aufgrund der starken Absorptionslinien vieler Moleküle in diesem Band sehr relevant. Besonders interessant für die Fernerkundung ist ein sehr starker Übergang von Wasser bei 557 GHz. Das Spektrometer für die Fernerkundung ist für den Einsatz auf einem kleinen Wetterballon oder in einem CubeSat vorgesehen. CubeSats sind standardisierte, sehr kleine, kostengünstige Satelliten mit einem sehr begrenzten Budget für Größe, Gewicht und Leistung. Um die Machbarkeit des Spektrometers für die Fernerkundung mit begrenzten Ressourcen zu demonstrieren, werden wir eine Messung von Absorptionslinien in der Erdatmosphäre von einem kleinen Wetterballon aus durchführen. Die Fähigkeit, Atemanalyse bei 550 GHz durchzuführen, wird ebenfalls anhand einer Fallstudie demonstriert. Als Ausblick auf zukünftige Entwicklungen werden wir auch einen Empfänger entwickeln, der bei 1,1 THz arbeitet. Dieser soll charakterisiert und für erste Spektroskopie-Experimente verwendet werden. Dieses Projekt stellt einen wichtigen Schritt für die Weiterentwicklung von Hochfrequenzschaltungen sowie hin zu einem kompakten und leistungsfähigen Terahertz-Heterodynspektrometer für Anwendungen im Weltraum und in der Biomedizin dar.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
