Begabtenförderung am IGV

Samuel Bleher, 10b, berichtet über seine Erfahrungen an der Talent-School München.

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Samuel Bleher

Ein weiteres Projekt des Fraunhofer Instituts für MINT(Mathematik, Informatik, Naturwissen- schaft und Technik) - Begabte sind die Talent-Schools, welche sich an Schülerinnen und Schüler der 10.–13. Klasse aus ganz Deutschland richten. 

Nachdem ich nach einer kurzen Bewerbung per Post eine Zusage erhalten hatte, freute ich mich sehr an der Talent-School in München vom 27. – 29. Oktober teilnehmen zu dürfen.

Ein Vorteil war, dass ich bereits im Sommer die Junior Akademie Bayern in Waischenfeld besucht habe, da für Schülerinnen und Schüler, die schon an einem Fraunhofer Programm teilgenommen haben, das Bewerbungsverfahren deutlich einfacher ist und diese sehr wahrscheinlich berücksichtigt werden.

Nach der Anreise mit dem Zug wurden wir erst einmal begrüßt und stellten uns auch selbst vor. Nach einem gemeinsamen Mittagessen standen den rund 30 Talent-School-Teilnehmern vier Kurse zur Auswahl: „flexible Sensorik für die Technik von morgen“, „Hacking – Smartphone Hacking for Beginners“, „Mikro-Mechatronik – Zukunftstechnologie für Morgen“ und „Tissue Engineering – Menschliche Organe außerhalb des Körpers herstellen – Frankensteins Werkstatt?“, wobei ich den Kurs „Flexible Sensorik“ besuchte.

Nach einer kurzen Einführung in die Flexible Sensorik durch Prof. Dr. Christoph Kutter wurden wir in vier Gruppen á 4 Schüler eingeteilt, um so die verschiedenen Themen schneller durchzuarbeiten und auf individuelle Fragen besser einzugehen. Ziel der Flexiblen Sensorik ist, die Sensoren immer biegsamer und flexibler zu gestalten, damit sie in viel mehr Bereichen Anwendung finden, wie z.B. in unserem Körper oder auf Windrädern.

So begannen wir mit der sogenannten Siebdrucktechnik, bei welcher – wie schon der Name verrät - mit einem Sieb mit durchlässigen Poren ein Substrat (z.B. eine Folie) bedruckt wird, um beispielsweise Leiterbahnen oder auch Isolatoren aufzutragen. Danach wird das Substrat in einem 4-teiligen Ofen getrocknet und anschließend mit Messinstrumenten auf Fehler überprüft.

Dies alles geschieht in einem Reinraum, in welchem gefilterte Luft von der Decke aus zum Boden strömt, um ja keine Staub- oder Dreckpartikel einzuschleusen. Deshalb mussten wir auch Reinraumanzüge, bestehend aus Überschuhen, Ganzkörperanzug, Haube, Mundschutz und Handschuhen, tragen.

Samuel Bleher

Wer erkennt Samuel? Richtig, der ganz rechts Stehende!

Die Arbeit in einem Reinraum ist jedoch anfangs sehr anstrengend, da das Licht gelblich ist, weil viele Stoffe mit UV-Licht reagieren, und wenn dieses herausgefiltert wird, geht auch ein Teil des blauen Lichts verloren. Nimmt man nun von weißem Licht das Blau weg, so bleibt die Komplementärfarbe Gelb übrig. Zudem ist das Atmen in Reinräumen durch die saubere Luft und den Mundschutz ungewohnt.

Am Ende des Tages wurden wir mit einem Bus in eine schöne Jugendherberge gebracht und am nächsten Morgen wieder abgeholt.

Am Institutsgebäude angekommen, ging es gleich nach einem Plenum mit den Workshops weiter, wobei meine Gruppe mit Messtechniken daran war.

Wir beschäftigten uns vornehmlich mit der Messung von Strom und lernten dabei die Vier-Punkttechnik kennen, bei der durch die vier Messpunkte der Leiterwiderstand fast ignoriert und somit das Ergebnis nicht verfälscht werden kann.

Nach einer Kaffeepause ging es gleich weiter mit der Fotolithografie. Dies ist ein weiteres Druckverfahren, welches man verwendet, wenn der Siebdruck zu ungenau wird. Dabei kann auf bis zu 1 µ (1:1000 mm) genau gedruckt werden. Zunächst wurde das Substrat, in unserem Fall ein Silizium-Wafer, passiviert, also mit einer Schicht Aluminium lackiert, um die Leitfähigkeit des Siliziums zu verändern. Daraufhin wurde ein lichtempfindliches Resist aufgetragen, da nun die im Reinraum vermiedene Eigenschaft des Lichts, Reaktionen zu starten, verwendet wurde, um mit einer lichtundurchlässigen Maske Teile der Molekülstruktur des Resists zu verändern. Daraufhin wurde das schon fast lose Resist mit einer Lösung entfernt und dann mit einer Säure auch die Teile des Aluminiums weggeätzt, auf denen kein Resist mehr war, sodass nur noch die gewünschten Leiterbahnen übrigblieben. Zum Schluss wurde das Resist vollständig entfernt und der Wafer in weiteren Verfahren nochmals gesäubert, erhitzt und getrocknet.

Nach dem Mittagessen überprüften wir unsere fertigen Wafer mit einem Raster-Elektronen-Mikroskop (REM). Dazu erstellten wir zunächst ein sehr kleines Präparat, indem wir unseren Wafer mit einem Diamantstift brachen. Anschließend mussten wir es nur noch leitfähig machen: Dazu wurde es „gespluttert“, d.h. im Plasma mit einem Metall sehr dünn beschichtet.

Dieser Vorgang ist sehr wichtig, da beim REM, wie der Name schon sagt, ein Elektronenstrahl in einem bestimmten Muster über den vergrößert abzubildenden Wafer gerastert wird und die Wechselwirkungen der Elektronen mit dem gesplutterten Wafer zu Erzeugung eines Bildes verwendet werden. Interessant war, dass wir auch ein Haar untersuchen durften, welches vergrößert ganz andere Strukturen besitzt, so dass es gar nicht so einfach ist, bei einer so enormen Vergrößerung den Überblick nicht zu verlieren.

Nach der letzten Übernachtung in der Jugendherberge fuhren wir wieder zurück in den Fraunhofer Hauptsitz und beschäftigten uns schließlich nach einem Plenum mit allen „Flexible Sensorik“-Kursteilnehmern mit Elektrizität.

Neben grundlegenden Dingen, die man schon von der Schule her kannte, lernten wir auch den „A/D Wandler“ kennen und programmierten einen Raspberry Pi.

Kurz vor Mittag versammelten sich schließlich noch alle Talent-School Teilnehmer, und jeder Kurs stellte in einer Zusammenfassung vor, was in den drei Tagen erarbeitet wurde. Anschließend gab es ein letztes Mittagessen, und die Kursteilnehmer reisten ab.

Mir persönlich hat die Talent-School München viel Spaß gemacht, ich lernte neue Leute kennen und traf auch andere Schülerinnen und Schüler, die ich schon von der Junior Akademie vergangenen Jahres kannte. Zusätzlich dazu gewann ich einen tollen Einblick in die Flexible Sensorik sowie die Arbeit und Forschung beim Fraunhofer Institut. Großartig war auch, dass wir selbst alle Maschinen bedienen durften, selbst wenn diese mehrere hunderttausend Euro gekostet haben. Alle Mitarbeiter und Mentoren waren stets freundlich und für alle Fragen offen.

Ich freue mich auch schon, an der nächsten Talent-School in Stuttgart vom 16.-18. März teilzunehmen und sogar einen Platz beim Talent-Take-Off in Berlin vom 26.-31. März erhalten zu haben.

Samuel Bleher, 10b