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Biodisk-Technologie: Schnelle, patientennahe Diagnostik bei komplexen Diagnoseaufgaben

Einpresskontaktierung: Befestigung und elektrische Kontaktierung von Bauelementen auf Substraten

Automatische Vermessung von CMOS-integrierten Mikrosensoren: Schnelle Durchlichtmessung und hochpräzise Ergebnisse durch optische Messtechnik

Chipintegrierte Energieversorgung: Wir bringen den Strombedarf unserer integrierten Schaltungen gegen Null

Mikrosystemtechnik

 

IMTEK: Global Player in der Mikrosystemtechnik

Das Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) ist ein Institut der Technischen Fakultät der Universität Freiburg, das für interdisziplinäre Hightech-Forschung mit Anwendungsbezug steht.

Was ist ein Mikrosystem?

Von einem Mikrosystem spricht man, wenn mehrere Bauteile, Technologien und Funktionen auf einer winzigen Fläche zu einem Gesamtsystem zusammengebracht werden. Dabei spricht man von Strukturen mit Größen von 0,1 bis 1000 Mikrometern (1µm = ein tausendstel Millimeter). Ein µm ist 100-mal feiner als ein menschliches Haar!

Wie funktioniert ein Mikrosystem?

Es gibt ganz unterschiedliche Mikrosysteme. Sie bestehen beispielsweise aus Sensoren, die physikalische Messgrößen oder Effekte erfassen, Prozessoren, die die von den Sensoren aufgenommenen Informationen auswerten, und Aktoren, die auf die ausgewerteten Informationen reagieren. Weiterhin enthalten sie Bausteine für den Datenaustausch und zum Energy Harvesting . Mikrosysteme können zum Beispiel „Fühlen“, „Denken“, „Handeln“, „Kommunizieren“ und „sich selbst ernähren“. Oft enthalten Mikrosysteme kleine optische Bauelemente, Halbleiter, aber auch biologische Bestandteile wie Antikörper oder Zellen umfassen. 

Beispiele für ein Mikrosystem: Ihr Smartphone und Ihre Smartwatch!

Ein Smartphone besteht aus mehreren Sensoren, die zu einer Baugruppe zusammengefasst werden: Über den Fingerabdrucksensor entsperren Sie das Gerät. Das Gyroskop misst die Rotation des Geräts um alle drei Achsen, so dass eine App entscheiden kann, ob sie ein Video oder Bild hochkant oder um 90 Grad gedreht anzeigt. Mit dem Beschleunigungssensor stellen Sie fest, wie weit Sie beim Joggen gelaufen sind. Mit dem Lichtsensor lässt sich die Helligkeit des Displays automatisch regeln. Über den GPS-Sensor kann das Smartphone seinen Standort bestimmen. Darüber hinaus gibt es viele weitere Instrumente, die in Ihrem Smartphone verbaut sind - ohne Mikrosystemtechnik wäre Ihr Smartphone heute noch nicht mal mehr ein funktionierendes Telefon.

Uhr + Mikrosystemtechnik = Smartwatch: Auch die Smartwatch wäre ohne Mikrosystemtechnik "nur" eine einfache Uhr. Sie verfügt über Sensoren und weitere Funktionalitäten, die neben der Uhrzeit zusätzliche Informationen darstellen lassen. Mit dem Barometer wird zum Beispiel der Luftdruck gemessen, so dass Sensoren erkennen, wie viele Höhenmeter man gewandert oder wie viele Stufen man gestiegen ist. Durch 3-Achsen-Beschleunigungssensoren lässt sich erkennen, wie schnell ein Benutzer vorwärts geht. Herzfrequenzmesser, Pulsoximeter und weitere Sensoren messen Werte zur Aufzeichnung der Fitness des Trägers.

 

Ausführliche Infos zur Mikrosystemtechnik finden Sie in der digitalen IMTEK-Broschüre mit vielen Videos.


Mikrosystemtechnik: Technologie für eine intelligente Welt!
 

IMTEK_Gebäude

Foto: Sandra Meyndt

Die Welt zu einem besseren Ort machen

Mit innovativen Lösungen den komplexen Herausforderungen unserer Gesellschaft im Hinblick auf Klimawandel, Energieeinsparung, Umweltverschmutzung, Artenschutz, Ressourceneffizienz und Biomedizin begegnen.

Ingenieurwissenschaft der Zukunft

Energie- und Umwelttechnik, Medizintechnik, nachhaltige Mobilität oder intelligente Anwendungen der Informationstechnik und Telekommunikation - keine Branche kann mehr auf Mikrosystemtechnik verzichten.

Hightech-Technologien aktiv mitgestalten

Mit einem breiten ingenieurwissenschaftlichen Fundament beschäftigen Sie sich disziplinübergreifend auch mit der Vernetzung von Sensorsystemen und mit Nachhaltigkeitsaspekten und entwickeln wegweisende Technologien für heutige und künftige Generationen.

Forschungsschwerpunkte

Durch die Miniaturisierung und Integration vieler Funktionen auf kleinem Bauraum entstehen winzig kleine intelligente Systeme, die Großes bewirken. Unser Ziel ist es, Lösungen zu entwickeln, die unser Leben nachhaltiger, gesünder, sicherer, komfortabler, vielseitiger und nicht zuletzt leichter machen.

Biomedizinische Mikrosysteme

  • Mobile Diagnostik mit innovativen Minilaboren
  • Personalisierte Therapien
  • Intelligente Implantate

 

Intelligente integrierte Mikrosysteme

  • Sensoren erfassen Energie- und Materialflüsse
  • Energieverbrauch und CO2-Emissionen verringern
  • Elektrische Energie aus der Umgebung gewinnen
  • Maßnahmen gegen den Klimawandel direkt in technische Systeme umsetzen

 

Intelligente Materialien und bioinspirierte Systeme

  • Mikroelektronik
  • Spritzguss und 3D-Druck von Glas
  • Biogene Materialien
  • Oberflächen mit einstellbarem Benetzungsverhalten

 

Photonik

  • Kristalle zur Erzeugung und Manipulation von Laserlicht, z.B. für schnelle und genaue Sensorik zur industriellen Qualitätssicherung
  • Optische Chips, z.B. für integrierte Abstandssensoren zum autonomen Fahren
  • Neuartige Laser-Scan Mikroskope mit Superauflösung oder Lichtblatt sowie optische Pinzetten, optische Fallen und Partikel-Tracking, um lebende Zellen, Partikeldynamik und Infektionskrankheiten besser zu verstehen
  • Neuartige Mikrooptiken, um z.B. hochfunktionale Kameras in ein Smartphone einzubauen
  • Fluidische Optik, um z.B. aus Wassertropfen ein Mikroskop zu bauen

 

Forschungsbeispiele:

Mikrosysteme sind flexibel und vielseitig einsetzbar. Sie tragen dazu bei, dass intelligente Systeme entwickelt werden können, die immer kleiner, leichter, umweltfreundlicher, kostengünstiger und schneller werden. Damit wird die Mikrosystemtechnik zum Innovationsmotor in fast allen Produkt- und Wirtschaftsbereichen.

Einladung für Medienvertreter*innen zu Gesprächen über den Sonderforschungsbereich ECOSENSE

CO2 mit Hilfe von Neutronenmikroskopie nutzbar machen Kritische Veränderungen im Ökosystem schneller erkennen und vorhersagen
Über die Aufnahme von Bakterien in Zellen „Institute for Machine-Brain Interfacing Technology“ wird feierlich übergeben
Thermische Bewegungen und Schwingungsmoden bestimmen die Aufnahme von Bakterien in Zellen Behandlung von neurologischen Erkrankungen durch Maschine-Mensch-Schnittstellen
3D-Druck von kleinen und komplexen Bauteilen aus Glas in wenigen Minuten ionysis GmbH – Ausgründung will Wasserstoff-Brennstoffzellen auch für schwere Nutzfahrzeuge zur Marktreife bringen
Neu entwickelte 3D-Druck-Technologie für Spritzguss aus Glas Wasserstoff-Brennzellen für schwere Nutzfahrzeuge

 

Die ganze Bandbreite an aktueller Forschung finden Sie hier.

 

Studieren Sie Mikrosystemtechnik an der Technischen Fakultät!

Warum sich Ihr Studium bei uns lohnt - 10 gute Gründe finden Sie hier!

 

Was sagen unsere Studierenden?

Lea Zausch

"MST in Freiburg ist ein tolles Studium, weil es wie kaum ein anderes Studium eine Vielzahl von wissenschaftlichen Interessen abdeckt. Für mich war dies der ausschlaggebende Punkt, ein MST-Studium zu beginnen, da ich mich schon immer für fast jede Art von Naturwissenschaft und Technik interessiert habe. Im Laufe des MST-Studiums kann man sich nach einem Aufbau eines Grundwissens in allen möglichen Fachrichtungen, in verschiedenste Richtungen spezialisieren, erlangt viele praktische Fähigkeiten sowie Einblicke in hochaktuelle Themengebiete der Forschung und kann seinen eigenen Interessen folgen und diese erweitern.“

Lea Zausch, Master Studentin

Roman Oesterwind

"Mich hat schon immer interessiert, wie und warum elektronische Schaltungen funktionieren. Am Studiengang Mikrosystemtechnik begeistert mich, dass so viele technische Richtungen vereinigt werden: Mikroelektronik, Mikromechanik, Mikrofluidik und Mikropotik. Toll ist, dass man hier an der Technischen Fakultät neben dem theoretischen Studium auch praxisnah im Reinraum arbeiten kann."

Roman Oesterwind, Bachelor Student

Miriam Birkhofer

„Als ich mich am „Tag der Offenen Tür“ über Informatik informieren wollte, hatte ich durch Zufall von Mikrosystemtechnik erfahren. Nach langem Überlegen habe ich mich eingeschrieben, ohne recht zu wissen, was Mikrosystemtechnik ist. Im Studienplan habe ich meine Stärken und Interessen für Physik und Mathe vereint gefunden und es hatte den Vorteil, dass es im schönen Freiburg angeboten wird 😊
Im Nachhinein war es genau die richtige Entscheidung. Ich genieße es, die verschiedenen Fachrichtungen zu kombinieren und in angewandten Feldern, wie der Sensorik, zu vertiefen.“

Mirjam Birkhofer, Master Studentin

Ganesh Bandaru

"Ich empfehle Mikrosystemtechnik an der Technischen Fakultät zu studieren, weil man viele Möglichkeiten in der Industrie und in der Forschung hat. Die Kurse beziehen sich wirklich auf reale Anwendungen fortschrittlicher Technologien und Innovationen."

Ganesh Bandaru, Master Student

 

Bin ich für ein Ingenieurstudium geeignet?

Testen Sie sich!

Was muss ich mitbringen?

Um Mikrosysteme entwerfen und herstellen zu können, benötigt man fundierte Kenntnisse in Naturwissenschaften und Technik. Aus diesem Grund liegt das Hauptgewicht in den ersten beiden Semestern auf Physik, Mathematik und Chemie, gefolgt von Elektrotechnik und Materialwissenschaften.

Damit man erkennt, wozu diese Grundlagen notwendig sind, gibt es von Beginn an anwendungsbezogene Kurse, wie zum Beispiel das System Design Projekt, in dem die Studienanfänger*innen in kleinen Gruppen Roboter bauen, die autonom um die Wette fahren.

Das Curriculum enthält außerdem einen Reinraumlabor-Kurs, in dem Sie die Prozesse zur Herstellung von Mikrochips erlernen können.

Bin ich geeignet?

Den Bezug und das Interesse zu manchen Fächern sollten Sie haben.
Mit unserem Online-Studienwahl-Assistent OSA Ingenieurwissenschaften können Sie testen, ob die Mikrosystemtechnik zu Ihnen passt. Sie können Ihre Erwartungen mit den Anforderungen des Studiums abgleichen und sich von Lehrenden und Studierenden mehr darüber berichten lassen: https://www.osa.uni-freiburg.de/ingenieurwissenschaften/

Interessiert?

Nehmen Sie Kontakt mit uns auf!
Unsere Studienberater*innen sind für Sie da und freuen sich auf Sie!

Nach dem Abitur – Unsere Bachelorstudiengänge

Weiter geht's – Unsere Masterstudiengänge

Selbst forschen – Promotion und Habilitation