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Physik und Chemie funktionaler Grenzflächen
Physics and Chemistry of Functional Interfaces

Modul PH2166

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 2018 (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 2018SS 2013

Basisdaten

PH2166 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das in jedem Semester 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 30 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2166 ist Anna Cattani-Scholz.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Lectures with exercises involving active participation of students.

The newest developments in microelectronics, energy conversion, and sensing device design are tied very closely to our ability to develop new hybrid systems where molecular and electronic control of the structure is key. The optimization of interfaces in different inorganic-organic device systems depends strongly on our level of control and understanding of both the molecular chemical processes involved on surfaces and the effects on the electronic states. The lecture is devoted to achieve a fundamental understanding of the physical, chemical, biological, structural, and electrical properties of these complex heterostructures. In particular the lecture will focus on the structure of crystalline solids and surface lattices, origins of surface reactivity and growth processes, interfacial phenomena and change of energy levels in heterostructure optimization, and on the formation of organic nanostructures and bioorganic films. Moreover current highlights in the literature on the application of functional interface on semiconductor devices will be discussed. In addition a short overview of the mostly applied characterization tools and novel surface imaging and spectroscopy techniques applied in the field will be given.

Lernergebnisse

After participation in the module the student are able to

  • understand how electrical and chemical properties can be modulated in functional interfaces.
  • understand different areas of application of surface functionalization.
  • evaluate the importance of heterostructure formation in device optimization.
  • understand the basics of the most common used characterization techniques in the field.

Voraussetzungen

Curiosity and openness for interdisciplinary fields.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Lecture: In a scientific discussion the students are involved to stimulate their analytic skills. Case studies from the literature will be presented to understand recent technological breakthroughs in the field. Short interactive tutorials in chemistry and semiconductor physics will be given to support the students in following some basic interdisciplinary concepts.

Medienformen

Lecture Material (Power Point Presentations), video tutorials, collaborative learning in small groups, lab visits.

Literatur

F.Tao and S. L. Bernasek, “Functionalization of Semiconductor Surfaces”, Wiley

A. W. Adamson, A. P. Gast, “Physical Chemistry of Surfaces”, Wiley

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Es findet eine mündliche Prüfung von etwa 25 Minuten Dauer statt. Darin wird das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe exemplarisch durch Verständnisfragen und Beispielrechnungen überprüft.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

  • Es wird ein hypothetisches System vorgegeben. Es sollen experimentellen Methoden vorgeschlagen werden, um die gegebenen Probleme zu lösen und ein mögliches Ergebnis prognostiziert werden.
  • Erklären Sie die physikalischen und chemischen Konsequenzen einer Bandverformung, die durch einen Oberflächenzustand hervorgerufen wird (surface-state-induced band bending).
  • Erklären Sie, warum die Reaktivität der [2+2] Zykloaddition von Zyklopenten auf Si (100)-(2x 1) ca. zehnmal so groß ist wie die auf einer Ge (100)-(2 x 1) Oberfläche.
  • Analysieren Sie eine der gegebenen Veröffentlichungen zum Thema Anwendungen von funktionellen organischen Grenzflächen in der Optimierung von Systemen.

Es werden folgende freiwillige, benotete Mid-Term-Leistungen angeboten, die mit dem jeweils angegbenen Prozentsatz in die Modulnote einberechnet werden, wenn diese besser sind als die Note auf die Modulprüfung:

  • Die/Der Studierende gibt während der Vorlesung einen kurzen Seminarvortrag zu einem Thema aus der Literatur (15%).
  • Lösung einer Hausaufgabe (15%).

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten. Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

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