Herzlich Willkommen am IMS
Das Institut für Mikro- und Nanoelektronische Systeme (IMS) ist ein Institut der KIT-Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik des Bereichs III „Maschinenbau und Elektrotechnik“ am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Der wissenschaftliche Fokus des IMS liegt auf der Entwicklung neuartiger quantentechnologischer Detektor- und Sensorsysteme mit höchster Zeit und Energieauflösung, deren Leistungsfähigkeit weit jenseits der Grenzen klassischer Elektronik liegt. Unsere Vision ist es, diese innovativen Systeme als universelles Tool in den Naturwissenschaften, den Lebenswissenschaften und der Industrie zu verankern und so einen Beitrag zur Lösung aktueller und zukünftiger Herausforderungen in Forschung und Industrie zu leisten. In der Lehre beteiligt sich das IMS aktiv und mit Hingabe an der Grundausbildung der Studierenden der Fakultät. Darüber hinaus werden im Masterstudiengang die relevanten Grundlagen für den Forschungsschwerpunkt des Instituts vermittelt. Hier erhalten die Studierenden anhand von Fallstudien, Praktika, Seminaren sowie akademischen Abschlussarbeiten insbesondere die Möglichkeit, an der Entwicklung eines spannenden und sich schnell entwickelnden Forschungsfelds teilzunehmen bzw. eigene Ideen für die Technologie der Zukunft beizusteuern.
Institutsleitung:
Prof. Dr. rer. nat. Sebastian Kempf
Vorträge
Der Workshop „Kryoelektronische Bauelemente“ bringt seit mehr als 40 Jahren Wissenschafler*Innen und Ingenieur*Innen aus Deutschland zusammen, um die neuesten Entwicklungen in den Bereichen supraleitende Elektronik und Bauelemente, kryogene Detektoren, Kryotechnik und damit verbundene Anwendungen zu diskutieren. Der diesjährige Workshop wurde vom Institut für Mikro- und Nanoelektronische Systeme (IMS) in Bad Herrenalb ausgerichtet. 56 Teilnehmende haben zunächst vier einführende Vorträge von namhaften Vertretern des Felds erhalten und im Anschluss an drei Tagen intensiv 16 Vorträge und 16 Posterbeiträge der Teilnehmenden diskutiert. Gesellige Stunden am Abend haben den Workshop abgerundet. Alle Teilnehmenden waren sich einig, dass der Workshop ein großer Erfolg war und freuen sich darauf, im nächsten Jahr wieder zusammenzuzukommen.
Sechs Promovierende des KIT bedanken sich sehr herzlich bei dem KIT-Zentrum KCETA für finanziellen Support, durch den sie als junge Wissenschaftler*Innen an dem Workshop teilnehmen konnten zu finden.
Forschende des Instituts für Mikro- und Nanoelektronische Systeme (IMS) haben gemeinsam mit Partnern ein magnetisches Mikrokalorimeter mit integrierter SQUID-Auslese vorgestellt, das einen neuen Weltrekord für das Auflösungsvermögen eines energiedispersiven Detektors im Röntgenbereich bis 10keV aufgestellt hat. Die entsprechende Arbeit wurde in Applied Physics Letters publiziert und von den Editoren als „Editor’s Pick“ ausgezeichnet. Nähere Informationen sowie die zugehörige OpenAccess-Publikation sind hier zu finden.
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Forscher des Institut für Mikro- und Nanoelektronische Systeme haben jüngst ein neuartiges Konzept für ein supraleitendes Mikrokalorimeter vorgestellt, das insbesondere für die höchstauflösende Messung weicher Röntgenstrahlung geeignet ist. Die entsprechende Arbeit wurde in Applied Physics Letter publiziert. Nähere Informationen sowie die eigentliche Publikation sind hier zu finden.
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Die hochauflösende Röntgenspektroskopie an modernen Synchrotron-Lichtquellen ist eine unverzichtbare Messmethode für viele Bereich der Wissenschaft. Existierende Röntgenspektrometer besitzen allerdings entweder eine exzellente Auflösung bei niedriger Effizienz oder eine moderate Auflösung bei hoher Effizienz. Im Rahmen des Projekts „QUASY - Quantum Sensor Platform for Synchrotron X-ray Spectroscopy“, gefördert durch das EXU-Vorhaben KIT Future Fields, wollen die KIT-Institute IMS, IPS und INE daher ein Quantensensor-Array als Demonstrator an der KIT Light Source installieren, um den Nachweis zu erbringen, dass sich mit diesen Detektoren gleichzeitig eine hohe Effizienz und eine exzellente Energieauflösung realisieren lässt. Der erfolgreiche Abschluss dieses Projekts soll im Anschluss den Weg für die zukünftige Anwendung von hocheffizienten und höchstauflösenden Quantensensoren in der Röntgenspektroskopie an modernen Synchrotron-Lichtquellen ebnen.
Forschende des Instituts für Mikro- und Nanoelektronische Systeme haben im „Journal of Applied Physics“ eine Software präsentiert, mit der Mikrowellen-SQUID-Multiplexer sehr detailliert numerisch simuliert werden können. Die Software erlaubt eine systematische Optimierung und theoretische Untersuchung dieser Bauteile, wie sie mit rein analytischen Methoden nicht möglich ist.
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Mitglieder des Instituts für Mikro- und Nanoelektronische Systeme haben in dem Journal „Superconductor Science and Technology“ ein analytisches Modell eines Mikrowellen-SQUID-Multiplexers vorgestellt, das eine deutlich bessere Beschreibung derartiger Quanteninterferenzdetektor als bisher existierende Modelle erlaubt. Nähere Informationen sowie die eigentliche Publikation sind hier zu finden.
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Mitglieder des Institut für Mikro- und Nanoelektronische Systeme haben gemeinsam mit Kollegen an der Universität Heidelberg in dem renommierten Journal Applied Physics Letters ein neues Multiplexverfahren für großskalige kryogene Mikrokalorimeterarrays vorgestellt. Der Artikel wurde von den Editoren als „Featured Article“ ausgezeichnet und ist auf der Titelseite der Ausgabe des Journals vom 18.04.22 erschienen.
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Die Radionuklidmetrologie stützt sich auf bewährte Messverfahren, die seit Jahrzehnten eingesetzt und verbessert wurden. Einige Nuklide weisen hierbei eine bessere erreichbare Unsicherheit als andere Nuklide auf. Diese Wissenslücke gilt es zu schließen. Im Rahmen des EMPIR-Projekts „PrimA-LTD“ beteiligt sich das IMS an der Entwicklung neuer, auf magnetischen Kalorimetern basierenden Primärtechniken für die Aktivitätsstandardisierung. Die Kombination von hochauflösender Spektrometrie für radioaktive Zerfälle mit ausgefeilten neuen theoretischen Berechnungen der Spektralform wird hierbei das Wissen über die grundlegenden Zerfallsdaten verbessern.
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Gemeinsam mit Partnern vom Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE) und dem Kirchhoff-Institut für Physik (KIP) in Heidelberg, haben Wissenschaftler des Instituts für Mikro- und Nanoelektronische Systeme (IMS) ein neues SQUID-basiertes Multiplexverfahren vorgestellt. Die entsprechenden Arbeiten wurden in dem renommierten Journal „Applied Physics Letters“ als OpenAccess-Publikation veröffentlicht.
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Gemeinsam mit dem Institut für Technische Physik (ITEP) bietet das Institut für Mikro- und Nanoelektronische Systeme (IMS) ab dem Sommersemester 2021 die neue Vertiefungsrichtung 26 "Applied Superconductors Engineering" an. Studierende werden dort zu Experten auf diesem zukunftsträchtigen Gebiet der Elektro- und Informationstechnik ausgebildet. Die Vertiefungsrichtung kann sowohl in deutscher wie auch in englischer Sprache studiert werden.
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Gemeinsam mit dem Institut für Hochfrequenzelektronik (IHE) hat das Institut für Mikro- und Nanoelektronische Systeme (IMS) die Vertiefungsrichtung 15 überarbeitet und um Elemente aktuelle Themen der Mikro-, Nano- und Quantenelektronik erweitert. Auf diese Weise sollen Studierende fundierte Kenntnisse in einem industriell enorm wichtigen Bereich erhalten.
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