Lehrinhalte
• Wasser vs. Halbleiter als Matrices in Biologie und Mikroelektronik, Informations-verarbeitung 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 & 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 weitere Gatter, Addierer, Subtrahierer, Multiplizierer, neuronale Netze auf CMOS-Chips,
Speicherbauelemente, Vergleich von Struktur, Informationsdichte und Fehleranfälligkeit mit RNA und DNA.
• Entropie und Information, die Natur von Information, Computer, DNA computing. Skalierung & Moore’sches Gesetz versus Evolution und
genetische Uhr.
• Elektrochemische Potentiale in Zellen und Fermi-Energien EF in Halbleitern, Halbleiter-Elektrolyt-Grenzfläche, raum-zeitliche
Variationsmuster von EF(x,t) als gemeinsame „Sprache“, Informationsaustausch.
• Effekt biogener Umgebungen auf technische Oberflächen: Biokorrosion, Biofilme, Biostabilität, Biokompatibilität, Immobilisierung von
Biomolekülen auf technischen und Halbleiteroberflächen, Packaging.
• Elektrochemische Biosensoren, FET-Sensoren, SAW-Sensoren, Affinitätsassays, BioMEMS, Mikrofluidik, Entwurf von Biochip-Plattformen,
Lab- on-Chip-Systeme.
• Ethische Aspekte der Bioelektronik, u.a. Privatheit versus Internet - of - things, Zukunft der Evolution.