Quantum Nanoelectronics

Modul EI7203

Dieses Modul wird durch Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

EI7203 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Die Gültigkeit des Moduls ist von WS 2007/8 bis WS 2013/4.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
90 h 45 h 3 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

The influence of quantum mechanics on electronics, nanoelectronics and information theory, early quantum theory of radiation, Planck s radiation law, the photoelectric effect, spontaneous and induced emission, quantum properties of matter, the matter wave, the Schrödinger equation, the observability of physical quantities, expectation values of observables, eigenfunctions and eigenvalues of operators, stationary states, particle in square well potential, the one-dimensional harmonic oscillator, the hydrogen Atom, atoms, molecules, solids, nanostructures, the Hilbert space representation of states and observables, Dirac vectors, dynamics of quantum systems, the Schrödinger Representation, the Heisenberg representation, the Interaction representation, algebraic treatment of the harmonic oscillator, quantum information theory, the Einstein Podolsky Rosen experiment, entangled states, the quantization of the electromagnetic field, quantum theory of electric circuits, coherent states, interaction of radiation and matter, emission and absorption of radiation, the natural line width of an atom, quantum statistics, the density operator, the coherent state and the Poisson distribution, signal and noise, the characteristic function, photon field coupled to a reservoir of a two-level atom, laser theory, superconductivity, the Josephson effect, quantization of the JC circuit, quantum computing, basic operations in quantum computing, the no-cloning theorem, quantum teleportation

Lernergebnisse

At the end of the module students have learned the following things: - Deeper insights in selected areas of quantum nanoelectronics

Voraussetzungen

No prerequisites

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 3 Quantum Nanoelectronics Russer, J. Mittwoch, 10:45–13:00
sowie einzelne oder verschobene Termine

Lern- und Lehrmethoden

Lerning method: In addition to the individual methods of the students consolidated knowledge is aspired by repeated lessons in exercises and tutorials. Teaching method: During the lectures students are instructed in a teacher-centered style. The exercises are held in a student-centered way.

Medienformen

The following kinds of media are used: - Presentations - Lecture notes - Exercises with solutions as download

Literatur

keine Angabe

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Examination with the following elements: - Written examination (100%)

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.