Doktorand*in Skalierbare Modulator-Technologie für Integrierte Photonik

Die Fraunhofer-Gesellschaft ist eine der weltweit führenden Organisationen für anwendungsorientierte Forschung. 75 Institute entwickeln wegweisende Technologien für unsere Wirtschaft und Gesellschaft – genauer: 32 000 Menschen aus Technik, Wissenschaft, Verwaltung und IT. Unsere Forschungsgruppe Photonic Integrated Circuits (PIC) entwickelt neue photonische Plattformen und kooperiert dabei eng mit der Universität Duisburg-Essen (EBS, Integrierte Photonik). Wir kombinieren bestehende Technologien mit neugeschaffenen (Meta-)Materialien und integrieren unsere photonischen Schaltungen nahtlos mit Elektronik. In diesem Umfeld entwickeln wir neue Materialien, die optoelektronische Eigenschaften vorweisen. Unsere Use-Cases beinhalten die Entwicklung interferometrischer Systeme und neuromorphe Photonik, um in Zukunft Rechenzentren für KI mit umweltfreundlichen, niedrigen Energieverbräuchen zu ermöglichen.

Ziel der Promotionsarbeit ist die Erforschung und gezielte Erprobung neuartiger Materialien für die Entwicklung aktiver photonischer Modulatoren, die in skalierbaren Quantensystemen Anwendung finden. Ein zentraler Aspekt ist die Integration und umfassende Charakterisierung dieser Materialien, insbesondere im Hinblick auf ihre Eignung für piezo- oder elektrooptische Modulatoren. Ihre Arbeit trägt maßgeblich dazu bei, neue Technologiemodule zu ermöglichen, die schneller, verlustärmer und leistungsfähiger sind. Effiziente photonische Systeme erfordern innovative Modulatorsysteme, deren Realisierung und Funktionsnachweis erstmals im Rahmen Ihrer dreijährigen Promotion erfolgen soll. Die Arbeit ist fest in ein zentrales Forschungsthema der Gruppe eingebettet.

Aufgaben:

• Umfassende Auseinandersetzung mit dem Stand der Wissenschaft und Erarbeitung der theoretischen Grundlagen.
• Fokussierung auf neue Materialien für integrierte photonische Modulatoren und Schaltungen auf Basis von Post-CMOS-Photonik-Technologie-Plattformen, die auf Siliziumnitrid und Aluminiumnitridwellenleitern basieren.
• Simulation photonischer Komponenten und Entwicklung neuartiger aktiver Bauteile, insbesondere Modulatoren, durch den gezielten Einsatz und die Integration neuer (Meta-) Materialien zur Maximierung der Nichtlinearität und Modulationseffizienz.
• Entwicklung neuer Module zur Prozessierung um (neue) Meta-Materialien in unserem hauseigenen Reinraum und Kombination mit bestehender Fabrikationstechnologie.
• Planung und Überwachung der Fertigung Ihrer Modulatorsysteme auf Waferscale-Ebene und Charakterisierung der entstandenen Bauteile mithilfe modernster Messtechnik.
• Veröffentlichung der Ergebnisse als wissenschaftliche Publikationen und Präsentation auf internationalen Konferenzen sowie in Projektmeetings mit externen Partnern.
• Betreuung studentischer und wissenschaftlicher Hilfskräfte sowie Bachelor- und Masterarbeiten.

Profil:

• Mindestqualifikation: Abgeschlossenes wissenschaftliches Studium (Master/Uni-Diplom) in Elektrotechnik, Physik, Nanoengineering oder vergleichbar mit sehr guten Noten.
• Praktische Erfahrungen im Bereich Optoelektronik oder Photonic Integrated Circuits (PIC), etwa die elektro-optische Charakterisierung von PICs mit verschiedenen Modulatoren.
• Erste praktische Erfahrungen im Bereich Nano- und/oder Mikrotechnologie, vorzugsweise in der Herstellung optoelektronischer Bauelemente.
• Strukturierte Arbeitsweise und Spaß an kollaborativer Arbeit in einem interdisziplinären Team.
• Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse für die Zusammenarbeit in einem internationalen Umfeld.

Wünschenswerte Qualifikationen:

• Erste praktische Erfahrungen bei der Simulation (vorzugsweise mit Lumerical) von photonischen Bauteilen.
• Erfahrung mit Aufbereitung und Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse in wissenschaftlichen Fachzeitschriften.
• Erste Erfahrung mit Arbeiten im Labor, beispielsweise eine optische Charakterisierung.

Wir bieten:

• Promovieren Sie innerhalb von 3 Jahren in einem anwendungsorientierten Thema.
• Zugriff auf sämtliche institutseigene Reinräume und Labore.
• Keine Lehrverpflichtungen.
• Der Doktorgrad wird von der Universität Duisburg-Essen verliehen.
• Regelmäßiger organisierter Austausch über den wissenschaftlichen Stand Ihrer Arbeit.
• Begleitende Angebote zur Unterstützung während der Promotionszeit.
• Option im Rahmen eines Anschlussvertrags die Forschungsarbeiten weiter zu vertiefen.
• Flexible Arbeitszeiten und mobiles Arbeiten an bis zu zwei Tagen pro Woche.
• Betriebliche Altersvorsorge (VBL) und Zuschuss zum Deutschland-Ticket.
• Sehr gute Verkehrsanbindung und kostenlose Parkplätze.
• Unterstützungsangebote zur Vereinbarkeit von Familie und Beruf.
• Corporate Benefits: Vergünstigte Angebote namhafter Hersteller und Marken.