Student/in (w/m/d) - Entwicklung MEMS Temperaturschalter für Kryogenen Bereich

German Aerospace Center (DLR); Ulm; Vor Ort; EUR 13.392 - 20.088; Teilzeit

Benefits dieser Stelle

Promotion mf6glich

Zusammenfassung

DLR Institut für Quantentechnologien in Ulm bietet eine Masterarbeitsstelle zur Untersuchung und Entwicklung von Thermoschaltern in Quantensystemen.

Sie recherchieren bestehende Konzepte, simulieren das thermo-kinetische Verhalten und entwickeln erste Prototyp-Designs ffcr mikroskopische Thermoschalter; parallel besteht die Mf6glichkeit zur Mitarbeit als studentische Hilfskraft mit Perspektive einer Promotion.

Qualifikationen

• Recherche bestehender Thermoschalter-Konzepte
• Grundlagen der Thermodynamik und Wärmetransport verstehen
• Grundkenntnisse in numerischen Simulationsmethoden (FEM) erwerben und anwenden

Aufgaben

• Durchführung detaillierter Literaturrecherche zu Thermoschaltern (Gasspalt-, magnetokalorische-, supraleitende Schalter)
• Numerische Simulation des thermischen Verhaltens von Konzepten (FEM)
• Ableitung erster Designkandidaten für miniaturisierten Thermoschalter
• Prototypen identifizieren und experimentell charakterisieren

Kenntnisse

Literaturrecherche

FEM-Simulation

Python/MATLAB

MEMS

Kryotechnik

Ausbildung

Bachelor/Master in Physics oder Ingenieurwissenschaften

Tools

COMSOL

ANSYS

Jobbeschreibung

Am DLR Institut für Quantentechnologien in Ulm entwickeln wir Präzisionsinstrumente für Raumfahrtanwendungen auf Basis von Quantentechnologien und bringen diese gemeinsam mit der Industrie zur Prototypreife. Zusätzlich treiben wir den Transfer in Luftfahrt, Digitalisierung, Energie, Sicherheit und Verkehr voran. Wir sind interdisziplinär ausgerichtet: Theoretische Grundlagenforschung und experimentelle Tests treffen auf ingenieurtechnische Implementierung.

Das erwartet dich

Die Abteilung Integration von Mikro- und Nanosystemen entwickelt Technologien zur Implementierung und Miniaturisierung von Quantensystemen. Dabei werden insbesondere die herausfordernden Anforderungen in der Luft- und Raumfahrt beachtet. Temperaturschalter sind eine entscheidende Komponente für die Entwicklung von Festkörper Kryostaten für den Einsatz im Weltraum. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines integrierten Thermoschalters zur Steuerung des Wärmeflusses. Um bestehende Ansätze für Thermoschalter zu vergleichen, sowie mögliche Lösungsansätze zu identifizieren und zu simulieren, führst du eine detaillierte Literaturrecherche durch. Entwickle und erprobe im Rahmen deiner Masterarbeit erste mögliche Designs und Mechanismen eines miniaturisierten Thermoschalters im Hinblick auf die ersten Prototypen. Parallel zur Masterarbeit besteht die Möglichkeit einer Tätigkeit als Studentische Hilfskraft in einem angrenzenden Themenfeld.

Deine Aufgaben

• Du recherchierst bestehende Thermoschalter-Konzepte (z. B. Gasspalt‑, magnetokalorische und supraleitende Schalter) und bewertest sie systematisch im Hinblick auf die Anforderung für die Anwendung und Machbarkeit.
• Du simulierst das thermische Verhalten vielversprechender Konzepte numerisch (FEM) und leitest daraus erste Designkandidaten für einen miniaturisierten Thermoschalters ab.
• Du identifizierst kritische Prozesse oder Technologiebausteine und setzt erste Prototypen zur Lösungsfindung, die du experimentell charakterisierst.
• Du dokumentierst deine Ergebnisse in der Masterarbeit und präsentierst sie in der Forschungsgruppe; bei hervorragenden Ergebnissen besteht die Möglichkeit zur Weiterbeschäftigung als Doktorand/in.

Das bringst du mit

• Student/in in einem wissenschaftlichen Hochschulstudium (Bachelor/Master) der Naturwissenschaften (z. B. Physik) oder in den Ingenieurswissenschaften (z. B. Maschinenbau, Mikrosystemtechnologie, Materialwissenschaften) oder andere für die Tätigkeit relevante Studiengänge
• Grundlegende Kenntnisse der Thermodynamik und des Wärmetransports (Wärmeleitung, Konvektion, Strahlung)
• Bereitschaft zur Einarbeitung in numerische Simulationsmethoden (FEM); erste Erfahrungen mit Simulationswerkzeugen (COMSOL, ANSYS, Python)
• Grundkenntnisse in der Mikrotechnologie für MEMS Systeme
• Interesse an konzeptioneller Arbeit und Herstellung von Prototypen
• Kenntnisse der Kryotechnik oder Erfahrung mit kryogenen Messungen (Tieftemperaturphysik, Kryostaten, Vakuumsysteme) und in der Werkstoffkunde, insbesondere thermische und mechanische Eigenschaften bei tiefen Temperaturen
• Erste Programmiererfahrung (Python oder MATLAB) für Datenauswertung und Simulationssteuerung

Die Masterarbeit ist ohne Vergütung, hingegen liegt die Vergütung als Studentische Hilfskraft je nach Qualifikation und Aufgabenübertragung bis Entgeltgruppe 05 TvöD.