Georg-Simon-Ohm-Preis 2004 der Deutschen Physikalischen Gesellschaft

Prof. Dr. Sauerbrey und Stefani Dokupil
Bild: DPG

Der Präsident der Deutschen Physikalischen Gesellschaft, Prof. Dr. R. Sauerbrey, und die Preisträgerin Dipl.Physik-Ing. (FH) Stefani Dokupil bei der Preisverleihung


Dipl.-Ing. (FH) Stefani Dokupil

Fachhochschule Münster

 

 

"Charakterisierung von Tunnelmagnetowiderstands (TMR)-Strukturen mit magnetostriktiver Messschicht"

 

 


Frau Stefani Dokupil hat Biomedizinische Technik im Fachbereich Physikalische Technik an der Fachhochschule Münster studiert. Ihre Diplomarbeit fertigte Frau Dokupil bei der Stiftung caesar in der Arbeitsgruppe Mikro- und Nanostrukturen von Herrn Dr. Markus Löhndorf an, die Betreuung von Seiten der Fachhochschule hatte Prof. Dr.-Ing. Uvo Hölscher. Die caesar Arbeitsgruppe arbeitet daran Dehnungssensoren zu entwickeln, die den Tunnelmagnetowiderstands-Effekt einsetzen. Frau Dokupil sollte ein Verfahren zur Charakterisierung der TMR Strukturen erarbeiten. Damit verbunden war die Entwicklung von entsprechenden Messverfahren. Neben der Klassifizierung der magnetostriktiven Messschichten sollte insbesondere der Zusammenhang zwischen der Orientierung der magnetisch leichten Richtung mit den Sensoreigenschaften bei Druck- und Zugbelastung bestimmt werden. Darüber hinaus sollte der Einfluss der Formanisotopie, die auf Grund der geometrischen Form der Sensorelemente auftreten kann, auf die Sensoreigenschaften untersucht werden. Die erfolgreiche Bearbeitung dieser Diplomarbeit erforderte neben einem sehr sorgfältigen ingenieurwissenschaftlichen Vorgehen auch tiefgehende Kenntnisse der naturwissenschaftlichen Grundlagen besonders auf den Gebieten der Magnetoelektronik und der Magnetostriktion, der Ergebnisse der angewandten Forschung (z.B. im Bereich der Messtechnik) und der Mikrosystemtechnik zur Herstellung der Sensoren.

 

Für zahlreiche technische Anwendungen im Maschinenbau, z.B. der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Medizin- oder Automatisierungstechnik, werden Sensoren zur Detektion mechanischer Größen wie z.B. Dehnung, Kraft und Druck benötigt. Magnetostriktive TMR-Sensoren versprechen für diese Anwendungsfelder die Realisation sehr kleiner und gleichzeitig hochempfindlicher Sensoren, wie sie zum Beispiel für den Einsatz im menschlichen Körper benötigt werden. Die Kombination der magnetischen Effekte Tunnel-Magnetowiderstand und Magnetostriktion in den kleinen Abmessungen der Sensorstrukturen ist nur interdisziplinär durch die Verbindung verschiedener Wissensgebiete zu realisieren.

 

Frau Stefani Dokupil hat ihre Arbeit sehr selbständig durchgeführt und die von ihr erzielten Ergebnisse hervorragend ausgewertet und diskutiert. Voraussetzung dazu war ihre sehr gute Einarbeitung in die Theorie der Magnetostriktion und der Magnetowiderstandseffekte sowie deren Wechselwirkung bei Kombination von entsprechenden Schichten. Die Ergebnisse von Frau Dokupil haben die Bewertung der verschiedenen Materialklassen und die Optimierung der magnetostriktiven Sensorschichten nachhaltig gefördert. Insbesondere haben sie auch zu einem tieferen Verständnis für den Zusammenhang zwischen der Ausrichtung der leichten Magnetisierungsrichtung und der Spannungsrichtung sowie deren Auswirkung auf die Sensoreigenschaften beigetragen. Die große Anzahl und die hohe Qualität der Resultate von Frau Dokupil gehen weit über den Erwartungshorizont typischer Diplomarbeiten hinaus. Dies zeigt sich auch an Frau Dokupils Beteiligung an mehreren Veröffentlichungen sowie in ihren Beiträgen auf internationalen Tagungen. Die von Frau Dokupil erarbeiteten Fortschritte und Ergebnisse werden einem neuen BMBF-Projekt ("MAGNOS") zugute kommen, dessen materialwissenschaftliche Seite sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin bei caesar in der Arbeitsgruppe Smart Materials bearbeitet.


Der Präsident der Deutschen Physikalischen Gesellschaft, Prof. Dr. R. Sauerbrey, mit den Preisträgern der DPG 2004