Doktorand:in Biosensoren mittels Atomlagenabscheidung von 2D Materialien(m/w/x)

Ort: Duisburg Datum: 20.06.2025 # Doktorand\*in Biosensoren mittels Atomlagenabscheidung von 2D Materialien Am Fraunhofer IMS entwickeln wir neuartige Materialsysteme für biomedizinische Sensoren, Implantate und photonische Quantentechnologien. Als Forschungs- und Entwicklungspartner für die Industrie verfolgen wir das Ziel, aktuelle Forschungsergebnisse in industrielle Anwendungen zu überführen. Die gesamte Prozess- und Bauteilentwicklung im Bereich der Mikro- und Nanosysteme erfolgt dabei in unserem hauseigenen CMOS- und Mikrosystem- Reinräumen auf einer Fläche von insgesamt 1900 m². Unsere neu gegründete Gruppe am Fraunhofer IMS beschäftigt sich mit der Hochskalierung von Atomlagenabscheidungsprozessen (ALD) von ultradünnen 2D Materialien wie z.B. MoS2 oder WS2 auf 200 mm Wafern, um diese in Biosensoren der nächsten Generation integrieren zu können. Dadurch sollen die zukünftigen Sensoren deutlich sensibler auf Biomoleküle reagieren können. Dabei bilden wir die gesamte Prozesskette ab – von der Konzeption der Sensoren über die Fertigung mittels ALD, CVD, Lithographie, Ätzen (RIE, ICP), Charakterisierungen, bis hin zur Anwendung in industriellem Maßstab. Als neu etablierte und interdisziplinäre Gruppe arbeiten wir eng mit anderen Gruppen innerhalb des IMS und mit vielen externen Partnern wie z. B. der Ruhr-Universität Bochum, dem Leibniz Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung in Dresden, anderen Fraunhofer Instituten sowie Industrieunternehmen zusammen. **Was Sie bei uns tun** * Durch eine umfassende Recherche verschaffen Sie sich einen Überblick über den aktuellen Stand der Wissenschaft. Dabei fokussieren Sie sich auf die neusten Trends im Bereich der 2D Materialien für Biosensorik und finden damit Anknüpfungspunkte für spannende Forschungsfragen, die Sie weitergehend in Ihrer Arbeit entwickeln. * Sie forschen an der Entwicklung und Skalierung innovativer ALD-, CVD-, Lithographie- und Ätzprozesse für 2D Materialien in unserem Reinraum mit Halbleiterfertigungsanlagen in industriellem Maßstab (200 mm Wafer, automatisierte Prozessführung und manufacturing execution system). * Die 2D-Materialien stellen Sie mit neuartigen chemischen Ausgangsstoffen her und analysieren sie mit hochentwickelten Charakterisierungsmethoden wie z. B. Raman-Spektroskopie, Elektronenmikroskopie. So untersuchen und verstehen Sie die Materialeigenschaften, um sie präzise auf die Biosensoranwendung abzustimmen. Dabei arbeiten Sie eng mit Forschenden der Ruhr-Universität Bochum und dem Leibniz Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung in Dresden zusammen. * In unseren eigenen Reinräumen können Sie Ihre Forschung selbstständig umsetzen. Nach der Abscheidung neuartiger Materialien mittels ALD und CVD, strukturieren Sie die resultierenden Schichten mittles Lithographie- und Ätzprozessen und entwickeln so innovative Sensoren. * Ergebnisse einzelner Prozessschritte prüfen Sie mittels Ellipsometrie, Röntgendiffraktion, Rasterkraftmikroskopie, Interferometrie, u.ä. Die resultierenden Sensoren können bspw. in unseren eigenen Wafer-Test-, Optik- und Biolaboren an vorhandenen oder selbst konzeptionierten Messplätzen charakterisiert werden. Die aufgenommenen Daten werten Sie mittels geeigneter Software (z. B. Python, Origin Pro) aus. * Sie unterstützen die Akquise neuer Projekte durch Aufbau eines Partnernetzwerks durch den Besuch von Konferenzen und unterstützen beim Schreiben von Forschungsanträgen. * Die Ergebnisse Ihrer Arbeiten veröffentlichen Sie als wissenschaftliche Publikationen und präsentieren sie auf internationalen Konferenzen sowie in den Projektmeetings mit den externen Partnern. * Darüber hinaus betreuen Sie studentische und wissenschaftliche Hilfskräfte sowie Bachelor- und Masteranden. **Was Sie mitbringen** * Sehr gut abgeschlossenes Studium (Master/Uni-Diplom) im Bereich der Physik, Chemie, Elektrotechnik, Mikrosystemtechnik oder vergleichbar * Fundierte Kenntnisse und praktische Erfahrungen über Verfahren der Halbleitertechnologie (idealerweise in der Mikrosystemtechnik und Atomlagenabscheidung) * Erste praktische Erfahrung in einer Reinraumumgebung * Aufgrund der interdisziplinären Ausrichtung unserer Gruppe ist die zielorientierte Arbeit im Team für Sie einer Ihrer Stärken. Außerdem bringen Sie eine zielorientierte und selbständige Arbeitsweise mit. * Sichere Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift **Was Sie erwarten können** * Möglichkeit einer strukturierten Promotion innerhalb von 3 Jahren. Hierfür stehen Ihnen sämtliche Einrichtungen und Labore unseres Institutes zur Verfügung. Lehrverpflichtungen werden Ihnen nicht übertragen, sodass die Vollzeitstelle als Doktorand\*in mit halber Vergütung 50% der Zeit für Ihre Promotion und 50% für die Mitarbeit in Forschungsprojekten als wissenschaftliche\*r Mitarbeiter\*in bietet. Der Doktorgrad wird von der Universität Duisburg-Essen oder der TU Dresden verliehen. * Durch die starke interdisziplinäre Zusammenarbeit erarbeiten Sie sich ein umfangreiches Know-How von der Atomlagenabscheidung bis hin zur Funktionsweise und Fertigung von Biosensoren. Durch Ihre Arbeit ermöglichen Sie die Etablierung von neuen Diagnoseverfahren in der Medizintechnik für verschiedene Anwendungen. * Einen der größten Reinräume in der deutschen Forschungslandschaft, in dem wir unsere Forschungsarbeiten auf einer vollständigen CMOS-Prozesstechnologie als auch speziellen Anlagen für die Mikrosystemtechnik auf industriellem Niveau durchführen. Hier finden sie eine Vielzahl von State of the Art-Halbleiterfertigungsanlagen, die den industriellen Standards entsprechen. * Wir sind ein junges, motiviertes, wachsendes und interdisziplinäres Team mit unterschiedlichen Fachkompetenzen, von Wissenschaftlern über ALD-Experten bis zu Medizintechnikern und Ingenieuren. Kreative Ideen und eigene Impulse sind bei uns ausdrücklich erwünscht. * Flexible Arbeitszeiten (Gleitzeit mit einer integrierten Kernarbeitszeit von grundsätzlich 9:30 - 15:00 Uhr, Freitag von 9:30 - 13:00 Uhr) sowie mobiles Arbeiten bis zu 2 Tage pro Woche für eine bessere Vereinbarkeit von Beruf und Privatleben * Betriebliche Altersvorsorge (VBL) und Zuschuss zum Deutschland-Ticket Job * Sehr gute Verkehrsanbindung mit ÖPNV/Auto sowie kostenlose Tiefgarage und Fahrradstellplätze für Mitarbeitende * Fraunhofer Corporate Benefits Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt. Die Stelle ist auf 3 Jahre befristet. Die wöchentliche Arbeitszeit beträgt 39 Stunden. Die Stelle kann auch in Teilzeit besetzt werden. Anstellung, Vergütung und Sozialleistungen basieren auf dem Tarifvertrag für den öffentlichen Dienst (TVöD). Zusätzlich kann Fraunhofer leistungs- und erfolgsabhängige variable Vergütungsbestandteile gewähren. Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.