Analyse von neuartigen funktionellen Materialien mit Synchrotronstrahlung: Techniken und Anwendungen
Advanced Materials Analysis with Synchrotron Radiation: Techniques and Applications

Modul PH2134

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 WS 2011/2

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

verfügbare Modulversionen
SS 2017SS 2013WS 2011/2

Basisdaten

PH2134 ist ein Semestermodul in Englisch oder Deutsch 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 40 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2134 in der Version von WS 2011/2 war Johannes Barth.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

The use of photons as primary excitation source offers a rich variety of powerful tools, which prove invaluable in the effort to unravel the physical and chemical properties of condensed matter and to understand the underlying physical processes at the atomic scale. This lecture course provides a systematic and comprehensive survey of a plethora of experimental techniques which have been made available to scientists. Fundamental principles, mode of operation and basic instrumentation are presented for each technique, the potential and value of which will be illustrated by means of relevant and innovative applications and by focusing on the notable effects that can be unveiled. In this way, direct insight into a variety of diverse and fascinating phenomena can be gained, and the richness of outstanding structural, electronic and magnetic properties found in condensed matter will emerge.
Among the techniques that will be treated are:
- diffraction and scattering techniques;
- rotational and vibrational spectroscopy;
- electron spectroscopies including X-ray absorption and photoelectron spectroscopy;
- spin-resolved techniques;
- time-resolved spectroscopy including attosecond spectroscopy.
As many of these techniques are synchrotron-based, a special section will be devoted to the state-of-the-art synchrotron technology.
The physical content of the course is inherently interdisciplinary, focusing on phenomena at the crossroads among condensed matter physics, chemical physics, nanoscience and physics in reduced dimensions, catalysis and even biophysics.

Lernergebnisse

Ultimate goal of the module is to provide a fundamental understanding of a variety of physical phenomena by exploiting photons as primary excitation source. After taking part in the module students will be able to:
1.  comprehend the basic principles and the potential of a number of important experimental techniques well-suited to explore the physical and chemical properties of condensed matter.
2. have an atomic scale picture of exciting physical phenomena, which involve the aggregation of atoms and are intrinsically related to the quantum behaviour of electrons, their complex interactions and dynamics.
Moreover, since many of these techniques are of growing importance for both academic and industrial research, students will develop a valuable knowledge of tools that they may need or may want to use in their future career.

Voraussetzungen

keine Angabe

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Lecture, beamer presentation (slides), board work, discussion.
Visits to on-campus laboratories.
Visit to a synchrotron radiation facility also possible.

Medienformen

keine Angabe

Literatur

keine Angabe

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.

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.