Lehrinhalte
• Wasser vs. Halbleiter als Matrices in Biologie und Mikroelektronik, Informationsverarbeitung als gemeinsamer Nenner, Hableiter, Bandmodell, Dotierung, Ladungsträgertypen und -dichten, passive Bauelemente, Membranpotential, Drift vs. Diffusion, Drift-Diffusions-Gleichungen.
• Halbleitertechnologie, Silizium-Wafer, Defekte, Oxidation, SiO2, Ionenimplantation (a-Si) & Annealing, pn-Diode, Diodengleichung, npn-Transistor, MOSFET, Kennlinien, CMOS, Messung und Stimulation von Aktionspotentialen mit Dioden und MOSFETs.
• Mikrochip-Architekturen und Präparationstechnologie: dünne Schichten, Prozesse zur Abscheidung, Lithographie, Nass- und Ionenätzen
• Logik-Bauelemente: Inverter, NAND- und andere Gates, Addierer, Subtrahierer, Multiplizierer, neuronale Netze auf CMOS-Chips, Speicherbauelemente Vergleich von Struktur, Informationsdichte und Fehleranfälligkeit mit RNA und DNA.
• Entropie und Information, Computer, DNA computing, integrierte Schaltungen: Beispiel eines Temperatursensors. Skalierung & Moore’sches Gesetz versus Evolution und genetische Uhr.
• Elektrochemische Potentiale in Zellen und Fermi-Energien EF in Halbleitern, Halbleiter-Elektrolyt-Grenzfläche, raumzeitliche Variationsmuster von EF als gemeinsame „Sprache“, Informationsaustausch.
• Effekt biogener Umgebungen auf technische Oberflächen: Biokorrosion, Biofilme, Biostabilität, Biokompatibilität, Packaging, Immobilisierung von Biomolekülen auf technischen und Halbleiteroberflächen.
• Elektrochemische Biosensoren, FET-Sensoren, SAW-Sensoren, Affinitätsassays, BioMEMS, Mikrofluidik, Entwurf von Biochip-Plattformen, Lab-on-Chip-Systeme.
