Molecular Electronics

Modul EI7272

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.

Modulversion vom SS 2016 (aktuell)

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
SS 2016SS 2013

Basisdaten

EI7272 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 45 h 5 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

1) Einführung, Geschichte, Überblick 2) Grundlagen (elektronische Struktur, chemische Bindung, Hybridisierung, organische Verbindungen, Polymere); 3) Bausteine der molekularen Elektronik (Drähte, Isolatoren, Dioden); 4) elektronischer Transport (klassischer Transport, Bandleitfähigkeit, Tunneln, Hopping, Ladungsträgerinjektion, Kopplung an Kontakte, "discrete level model", Gleichrichtung); 5) experimentelle Testsysteme (Rastersonden, "break junctions", "nanogaps", "monolayer junctions"); 6) Bauelemente und Integration (bi-stabile Schalter, grundlegende Logigschaltungen, hybride Elektronik); 7) bio-molekulare Elektronik (Ladungstransfer in DNA und Proteinen); 8) organische Elektronik (organische Dünnschicht- Transistoren, organische LEDs und Photovoltaik)

Lernergebnisse

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls verfügen die Studenten/innen über das Verständnis der wichtigsten Mechanismen und Systeme der molekularen und bio-molekularen Elektronik. Sie kennen die Methoden zur Kombination dieser Konzepte zum Entwurf grundlegender Schaltungen, welche auf Bauelementen der molekularen Elektronik basieren; Sie verstehen die Grundlagen organischer Dünnfilmtransistoren und opto-elektronischer Bauelemente.

Voraussetzungen

Folgende Lehrverstaltungen sollten zuvor besucht worden sein:

- Materials
- Electronic Devices

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lern- und Lehrmethoden

Zusätzlich zum Frontalunterricht in der Vorlesung und individuellen Methoden des Studierenden wird eine vertiefende Wissensbildung durch Aufgabenrechnen in Übungen angestrebt; frühzeitiger Kontakt der Studierenden zu aktuellen Forschungsthemen durch Laborbesuche.

Medienformen

Die folgende Medien kommen zum Einsatz: Vorträge, Handouts, Tafel, Tablet-PC, Laborbesuche

Literatur

Nanoelectronics and Information Technology. Advanced Electronic Materials and Novel Devices, R. Waser (Ed.), 3rd Ed., Wiley-VCH (2012)

Introduction to Nanoscience, S.M. Lindsay, Oxford (2010)

Molecular Electronics: An Introduction to Theory and Experiment; Juan Carlos Cuevas / Elke Scheer, World Scientific (2010)

Zusätzliches Material wird auf Moodle bereitgestellt.

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

written (60 min.);
The written exam is composed of calculation exercises and short questions about the entire lecture contents; it serves as an examination of the basic understanding of mechanisms and systems of molecular and bio-molecular electronics, and of present standard techniques to build basic circuits based on those devices.

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.