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Funktionale Materialien und Schichtsysteme für die effiziente Energiewandlung (FuSion)

Innerhalb weniger Jahre wurde die ständige Verfügbarkeit hoher Rechenleistung in miniaturisierter Form genauso wie die Allgegenwart integrierter Sensoren ein fester Bestandteil unseres täglichen Lebens. Von 2007 bis 2012 hat sich die Anzahl von Sensoren für mobile Geräte wie Handys oder Kameras in beeindruckender Weise erhöht: Von 10 Millionen auf 3.5 Milliarden.* Neue Anwendungsfelder, wie das Internet der Dinge, Industrie 4.0, Smart Wearables, Smart Home, Smart Environment und weitere werden den Bedarf an integrierten Sensoren und an erforderlicher Rechenleistung explosionsartig erhöhen. Zum Betrieb der sogenannten Sensorknoten werden hohe Anforderungen an die elektrische Energieversorgung und die effiziente Energiewandlung gestellt. Für den Betrieb smarter, unabhängiger Sensoren sind neue Batterietypen zu entwickeln, nicht-elektrische Umgebungsenergie ist in elektrische zu überführen (Energy Harvesting) und die physikalischen oder chemischen Wirkmechanismen der Sensorknoten zur Erfassung von Umgebungsparametern müssen sich durch geringstmögliche Leistungsaufnahme auszeichnen. Neuartige Technologien und Ansätze sind für praktische jede Komponente Smarter Sensoren erforderlich, um diesen Anforderungen gerecht zu werden. Dies umfasst die System- und Prozessorarchitektur, die Sensor- und Berechnungsalgorithmen, die Leistungsversorgung, die Energiegewinnungs- und die Energieumwandlungsprozesse. 

Im Cluster FuSion sind die Forschungsaktivitäten der BTU Cottbus – Senftenberg und die von ausgesuchten außeruniversitären Forschungseinrichtungen zusammengeführt und fokussiert worden. Das gemeinsame Ziel ist es, ein tieferes, auf einem interdisziplinären Ansatz beruhendes Verständnis zu Materialen, Prozessen und Filmsystemen zu erlangen, das neue Lösungen für energieeffiziente Bauelemente eröffnet. Die Doktoranden sind in ein einzigartiges und hochgradig interdisziplinäres Umfeld eingebunden. Die Wissenschaftler des Clusters bringen international anerkannte Expertise in experimenteller und theoretischer Methodik in der Physik, der Chemie, den Materialwissenschaften, der Elektrotechnik, der technologischen Prozessentwicklung und der Anwendungsentwicklung mit. Durch die Kombination von Grundlagen orientierten Lehrstühlen der Universität und applikationsorientierten außeruniversitären Einrichtungen steht ein sehr vollständiges und hochqualitatives Forschungsumfeld zur Verfügung, in dem der Zugriff auf modernste und hochqualitative Geräte und Anlagen sowohl im akademischen als auch im professionellen Bereich gegeben ist. Diese werden für Charakterisierungsvorhaben genauso wie für Prozessentwicklung und Simulation genutzt.

*TSensors Roadmap, Stanford University 2013, http://www.tsensorssummit.org/Resources/TSensors%20Roadmap%20v1.pdf