Masterarbeit: Hochpräzise Stromsensorik für die Elektromobilität mit NV-Zentren in Diamant

Am Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik kennen wir unsere Technologien wie unsere Westentasche. Denn als eine er wenigen wissenschaftlichen Einrichtungen weltweit forschen wir entlang der gesamten Halbleiter-Wertschöpfungskette und an maßgeschneiderten synthetischen Diamanten. Ob Hochfrequenz-Schaltungen für Kommunikationstechnik, Spannungswandler-Module für die Elektromobilität, Lasersysteme für Messverfahren oder neuartige Hard- und Software für Quantencomputer sowie Quantensensoren: Wir entwickeln Technologie von morgen aus einer Hand für eine nachhaltige und sichere Gesellschaft. Du bald auch? Die vorliegende Masterarbeit verbindet die beiden Zukunftstechnologien Elektromobilität und Quantensensorik. Die galvanisch getrennte, präzise Vermessung hochdynamischer Batterieentladeströme ist für die Elektromobilität entscheidend, z.B. um die Restreichweite zu ermitteln. Klassische Sensoren sind hier bezüglich Genauigkeit und Dynamik limitiert. Eine Verbesserung könnten NV-basierte Quantensensoren bieten. Diese werden bislang meist zur Magnetometrie eingesetzt. Im Rahmen der Masterarbeit soll ein integrierter Strom-Quantensensor auf Basis von NV-Zentren in Diamant in Verbindung mit magnetischen Flusskonzentratoren und photonischer Integration demonstriert werden. Hierzu besteht am Fraunhofer IAF umfangreiche Expertise im Bereich der Diamant-Materialforschung, der Quantensensorik, der Leistungselektronik und der Photonik. Was du bei uns tust Deine Tätigkeit umfasst den Aufbau und die Weiterentwicklung eines miniaturisierten Quantensensors auf Basis von NV-Diamant zur galvanisch getrennten Vermessung stromführender Leitungen. Du simulierst, entwirfst und erprobst magnetische Flusskonzentratoren und bindest NV-Diamantchips ein. Du wirkst an der Realisierung eines kompakten photonischen Aufbaus mittels Pick&Place-Direktmontage miniaturisierter Optiken auf keramischer Trägerplatte mit. Die Einbindung des Sensors in ein Testbed zur Erprobung ist ebenfalls Teil deines Aufgabengebiets. Darüber hinaus bist du für die Inbetriebnahme und Charakterisierung des Quantensensors zuständig. Du sorgst für die Durchführung von Experimenten sowie die Auswertung und Aufbereitung der Ergebnisse. Außerdem bist du für den Performance-Vergleich gegenüber klassischen Stromsensoren verantwortlich.