Quantum Nanoelectronics

Modul EI7375

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

EI7375 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das im Sommersemester 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

The module gives an introduction to selected topics of quantum nanoelectronics. The module covers topics such as: 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 onedimensional 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.

Lernergebnisse

At the end of the module students are able to analyse effects of quantum mechananics in quantum nanoelectronics. They understand the relevance of nanoelectronics in information theory and information technology.

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. Student also engage in homeworks and in a term project.

Medienformen

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

Literatur

The following literature is recommended: - Additional reading material, class notes and useful web sources will be provided to the students by a sharepoint system

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In a closed-book written exam students prove their understanding of nanoelectronics for information technology by ansering questions. By answering questions and calculations they show the ability to anlyse quantum mechanics effects on 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.