TY  - THES
AB  - Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung und Evaluierung von hochsensitiven elektrischen Interferometern zur Messung von Permittivität biomedizinischer Materialien. Das Ziel ist die Implementierung eines dielektrischen Sensors, welcher kontaktlose Messungen biomedizinischer Proben ohne den Einsatz optischer Marker ermöglicht. Dazu werden zunächst verschiedene Sensormethoden untersucht. Im Anschluss wird das Zusammenspiel unterschiedlicher Ausleseschaltungen mit der jeweiligen Sensorik behandelt, so dass die finale Strategie für eine optimale Messmethode bestimmt werden kann. Das elektrische Interferometer erweist sich dabei als am besten geeignet und wird daher zunächst auf einer Leiterkarte im Mikrowellenfrequenzbereich realisiert. Die gewählte Strategie zur Miniaturisierung des Sensors für die Integration in mikrofluidische Aufbauten ist Skalierung. Der Einsatz hoher Frequenzen ermöglicht eine Verkleinerung der Schaltungskomponenten, so dass Sensor- und Probendimensionen vergleichbar sind. Es wird ein Millimeterwelleninterferometer als integrierter Schaltkreis für den Betrieb bei 120 GHz entwickelt. Die genutzte Technologie basiert auf einem 130 nm BiCMOS Prozess mit einer ft/fmax-Charakteristik von 240 GHz/330 GHz. Der finale Chip enthält einen spannungsgesteuerten 120 GHz Oszillator mit einem Durchstimmbereich von 7 GHz. Ein Frequenzteiler mit einer Teilerrate von 64 erzeugt Ausgangssignale für den Betrieb mit einem externen Phasenregelkreis. Zusätzlich enthält der finale Chip digital gesteuerte Phasenschieber, die auf dem Konzept eines Slow-Wave-Wellenleiters basieren. Das System ermöglicht automatisierte und kontaktlose Überwachung der Permittivität von biomedizinischen Proben. Der Sensor-Chip ist somit ein leistungsfähiges Instrument für biomedizinische Messanwendungen und Lab-on-Chip Systeme.
AU  - Wessel, Jan
CY  - Paderborn
DA  - 2018
DO  - 10.17619/UNIPB/1-327
DP  - Universität Paderborn
LA  - eng
N1  - Tag der Verteidigung: 24.05.2018
N1  - Universität Paderborn, Dissertation, 2018
PB  - Veröffentlichungen der Universität
PY  - 2018
SP  - 1 Online-Ressource (III, 121 Seiten)
T2  - Heinz Nixdorf Institut (HNI)
TI  - Microwave and millimeter-wave interferometers for contactless characterization of dielectric biomedical samples
TT  - Mikrowellen- und Millimeterwelleninterferometer zur kontaktlosen Charakterisierung biomedizinischer Dielektrika
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:466:2-30809
Y2  - 2024-07-27T12:38:09
ER  -