Physik von Grenzflächen 2
Interface Physics 2

Modul PH2070

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

PH2070 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 Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Applied and Engineering Physics
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Physik der kondensierten Materie

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 75 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2070 ist Oliver Schneider.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Solid-liquid interfaces play an important role in many physico{chemical, biological and technical systems (e.g. energy conversion and storage, signal transduction in cells). The focus of this course lies on the structure-reactivity relationships of solid-liquid interfaces. We will start with a discussion of models describing the charge transfer kinetics of electrodes (Butler-Volmer, Marcus, etc.). Then important characterization methods for charged interfaces will be discussed such as cyclic voltammetry, impedance spectroscopy, potential and current step methods. - Classical theories of charge transfer at interfaces: Tafel's law, Butler-Volmer theory - Molecular approaches to describe charge transfer: Marcus theory - Potential and current step methods, chronoamperometry, chronopotentiometry - Characterization methods based on the concept of impedance and transfer func- tions - Equivalent circuits of electrochemical interfaces - The role of mass transport (migration, diffusion, convection) for the reactivity of interfaces, Poisson-Nernst-Planck equations - Digital simulation of charge transfer processes at solid-liquid interfaces - Industrial applications: electroplating, corrosion protection, sensor applications based on electrochemical detection principles

Lernergebnisse

After participation in the module the student is able to: 1. Describe important properties characterizing the dynamics of interfaces (heteroge- nous rate constants, exchange current densities, etc.) 2. Discuss structure-reactivity relationships of interfaces, especially electrochemical interfaces 3. Understand the fundamentals and limitations of important characterization techniques for the reactivity of interfaces such as current-voltage curves, relaxation methods

Voraussetzungen

Interface Physics I

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 4 Interface Physics 2 Schneider, O. einzelne oder verschobene Termine

Lern- und Lehrmethoden

lecture, beamer presentation, board work, exercises in individual and group work

Medienformen

Übungsblätter, Powerpointpräsentation, Tafelanschrift

Literatur

1) A.J. Bard, L.R. Faulkner: Electrochemical methods. Fundamentals and applica- tions, 2nd ed., Wiley, 2001 2) J. O'M Bockris, A. Reddy: Electrochemistry II. Electrodics, 2nd ed., Plenum, 2000 3) C. H. Hamann, A. Hamnett, W. Vielstich: Electrochemistry, Wiley-VCH, 2007 4) J. O'M. Bockris, S.U.M. Khan: Surface electrochemistry, Plenum, 1993

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer mündlichen Prüfung wird das Erreichen der Lernergebnisse durch Verständnisfragen und Beispielaufgaben bewertet.

Die Prüfung kann in Übereinstimmung mit §12 (8) APSO auch schriftlich abgehalten werden, in diesem Fall ist der Richtwert für die Prüfungsdauer 60 Minuten.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten. 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.