Modeling and simulation of pyroelectric sensor arrays

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Der Antrag betrifft die Nutzung des pyroelektrischen Effektes in pyroelektrischen Sensorarrays. Ziel des Forschungsprojektes ist es, die Grundlagen für die Modellierung und Simulation so zu erweitern, dass durch Einbeziehung der opto-thermo-mechano-elektrischen Feldkopplungen für komplexe dreidimensionale Anwendungen und durch die Berücksichtigung technisch relevanter, das thermische und räumliche Auflösungsvermögen begrenzender Effekte die Berechnung und Optimierung solcher pyroelektrischer Sensorarrays möglich wird. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf die Erweiterung bisheriger Finite-Element-Ansätze zur Beschreibung der Kopplungsgleichungen, die Schaffung ensprechender numerischer Lösungsmethoden und die Zusammenführung mit Schaltungsanalysen zur Bestimmung der relevanten Sensorkenngrößen. Im Ergebnis des Forschungsprojektes sollen verifizierte Modelle für pyroelektrische Sensorarrays vorliegen, mit denen eine Optimierung der Bauelementefunktionen bezüglich des konstruktiven Aufbaus, der verwendeteten Werkstoffe und der geometrischen Abmessung möglich wird. Die Untersuchungen sollen beispielhaft für zwei Demonstratoranwendungen durchgeführt und die Ergebnisse mit Experimenten verglichen werden.