Grundlagen der Oberflächen- und Nanowissenschaften
Fundamentals of Surface and Nanoscale Science

Modul PH2071

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

PH2071 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das im Wintersemester 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 PH2071 ist Johannes Barth.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Surface Structure Analysis in Reciprocal Space (2D-Crystallography) and in Real Space (STM, Microscopy); Local View of Reconstructions & Defects Elemental Surface Analysis by Ion Scattering and Electron Spectroscopy (incl. Excursion to IPP) Electron Spectroscopy for Electronic Structure (UPS, ARPES, IPE, NEXAFS, STS) incl. Work Function and TB Model for Bandstructure Vibrational Properties & Excitations Basic Surface Reactions: Adsorption / Desorption : Binding & Release of Atoms & Molecules at Surfaces; Surface Diffusion; Surface Chemical Reactions & Heterogeneous Catalysis Self-Assembly at Surfaces; Biological Molecules Nanostructures; Thin Film Epitaxy; Self-Organized Growth Magnetism at Interfaces; Spintronics; Nanomagnetism; Molecular Magnets Nanofabrication: Supramolecular Architecture & Unconventional Approaches; Atomic/Molecular Manipulation and Quantum Confinement Nanoelectronics and Organic Electronics

Lernergebnisse

After the module students have acquired basic knowledge of surface science concepts and techniques, including 2D-crystallography, elemental and chemical analysis at surfaces, electronic, vibrational and magnetic properties of surfaces, adsorbate bond formation, surface dynamical processes like diffusion, adsorption and desorption, and surface chemical reactions in heterogenous catalysis. Students have learned which kinds of nanoscale objects and nanostructured surfaces exist. Their properties are discussed and the underlying fabrication schemes, including top-down and bottom-up approaches. Special emphasis will be put on self-assembly & self-organized growth processes. Examples for applications of nano-objects in chemistry (catalysis) and electronics/spintronics will conclude this module.

Voraussetzungen

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 4 Fundamentals of Surface and Nanoscale Science Papageorgiou, A.
Leitung/Koordination: Barth, J.
Mitwirkende: Allegretti, F.
Dienstag, 14:00–16:00
sowie Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

Lecture and tutorial classes including beamer presentation with slides, discussion, board work, exercises, case studies and visits to on-campus laboratories.

Medienformen

Frontale Wissensvermittlung, Vorlesungsfolien, Übungsblätter, Laborbesuch, ergänzende Literatur.

Literatur

  • K. Oura, V.G. Lifshits, A.A. Saranin, A.V. Zotov, M. Katayama "Surface Science", Springer, Berlin 2003; ISBN 3-540-00545-5; department library. (Comprehensive introduction to surface science; very good overview. Provides the base for the 'surface' part of the course.)
  • A. Zangwill "Physics at surfaces", Cambridge University Press 1988; Library of E20 and: B.18.K 117.– (Very good introductory textbook.)
  • H. Ibach "Physics of Surfaces and Interfaces", Springer, Berlin 2006. (Surface and interface phenomenal including electrochemistry; particularly recommendable chapters on surface vibrations, transport and growth processes, magnetism; experimental and theoretical aspects well balanced.)
  • H. Lüth "Surfaces and Interfaces of Solid Materials", Springer, Berlin 2001, Library of E20 and: B.18.K 151 (Introductory book on surface science with emphasis on semiconductors; very useful panels on experimental techniques.)
  • A. Groß "Theoretical Surface Science: A Microscopic Perspective", Springer, Berlin 2003 ISBN: 3-540-43903-X; library of E20 and department library. (Excellent overview on elementary surface processes and on theoretical concepts to deal with them; very recommendable also for experimentalists.)
  • F. Bechstedt "Principles of Surface Physics", Springer 2003, ISBN: 3-540-00635-4, B.18.K.80.2004 A 1 (Excellent overview on elementary surface processes and on theoretical concepts to deal with them; very recommendable also for experimentalists.)

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.

Aktuell zugeordnete Prüfungstermine

Derzeit sind in TUMonline die folgenden Prüfungstermine angelegt. Bitte beachten Sie neben den oben stehenden allgemeinen Hinweisen auch stets aktuelle Ankündigungen während der Lehrveranstaltungen.

Titel
ZeitOrtInfoAnmeldung
Prüfung zu Grundlagen der Oberflächen- und Nanowissenschaften
Mo, 6.2.2017 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin vor 1.4.2017. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date before 2017-04-01. bis 15.1.2017 (Abmeldung bis 5.2.2017)
Mo, 3.4.2017 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin zwischen 3.4.2017 und 29.4.2017. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date between 2017-04-03 and 2017-04-29. bis 2.4.2017

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.