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Nanoplasmonik
Nanoplasmonics

Modul PH2173

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 2017SS 2013

Basisdaten

PH2173 ist ein Semestermodul in Englisch oder Deutsch 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 45 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2173 ist Michael Kaniber.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

In dieser Vorlesung führen wir die Physik und Technologie nanophotonischer Metallsysteme und deren Nanostrukturen ein. Wir beginnen mit den Grundlagen der Licht-Materie-Wechselwirkung zwischen externen elektromagnetischen Lightfeldern und dem freien Elektronengas and der Grenzfläche zwischen Metallen und Dielektrika. Hier konzentrieren wir uns zuerst auf homogen ausgedehnte Metalfilme und einfache Metall-Dielektrika-Heterostrukturen. Anschließend werden wir Methoden aufzeigen um Oberflächenplasmonpolaritonen zu erzeugen und zu detektieren. Im zweiten Teil der Vorlesung konzentrieren wir uns auf Oberflächenplasmonpolaritonen in (i) plasmonischen Wellenleitern und (ii) plasmonichen Nanopartikeln. Falls es die Zeit zulässt, werden wir gegen Ende des Kurses noch fortgeschrittene Themen und Anwendung, wie etwa Quantenplasmonik, Nicht-lineare Plasmonik oder Licht-Materie-Wechselwirkung mit optisch aktiven Materialien, behandeln.

Lernergebnisse

Nach Teilnahme an dieser Vorlesung, sollten Sie folgendes gelernt haben:

- Optische Eigenschaften von Metallen

- Voraussetzung für die Erzeugung von Oberflächenplasmonpolaritonen

- Herleitung der Dispersionsrelation von gebunden Oberflächenplasmonpolaritonen and Metal-Dielektrikums-Grenzflächen

- Aufzählung und Erklärung erschiedener Methoden zur Erzeugung und Detektion von Oberflächenplasmonpolaritonen

- Herstellungsmethoden für plasmonische Nanostrukturen.

- Verhalten von Oberflächenplasmonpolaritonen in plasmonische Wellenleitern

- Quasistatische Näherung zur Beschreibung von lokalisierten Oberflächenplasmonpolaritonen in metallischen Nanopartikeln

- Anwendungen für Oberflächenplasmonpolaritonen 

Voraussetzungen

Grundlagen in

- klassischer Elektrodynamik (Maxwell-Physik)

- Optik

- Quantenmechanik

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Nanoplasmonics Kaniber, M. Do, 10:00–12:00, ZNN 0.001
UE 1 Übung zu Nanoplasmonik Kaniber, M.

Lern- und Lehrmethoden

Der Inhalt der Vorlesung wird in einer wöchentlichen Vorlesung (2SWS) mittels Powerpoint-Folien dargestellt. Neben Teilnahme und aktiver Mitarbeit in der Vorlesung, werden regelmäßig Literaturhinweise zu Buchkapiteln, Überblicksartikeln oder wichtigen Veröffentlichungen gegeben. Weiterhin wird eine Übung/Diskussionsrunde angeboten (1SWS), in der Literatur zur Plasmonik in Gruppenarbeit diskutiert werden kann.

Medienformen

Powerpoint-Präsentation

- Stefan A Maier "Plasmonics - Fundamentals and Applications" Springer (2007)

- Heinz Raether "Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings" Springer (1986)

- Mark L Brongersma "Surface Plasmon Nanophotonics" Spinger (2007

- Heinz Raether "Excitations of Plasmons and Interband Transitions by Electrons" Springer (1980)

Literatur

Es existieren unzählige Lehrbücher zur Nanoplasmonik, einige auf die sich diese Vorlesung stützt werden im folgenden aufgelistet (keine komplette Auflistung)

- Stefan A Maier "Plasmonics - Fundamentals and Applications" Springer (2007)

- Heinz Raether "Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings" Springer (1986)

- Mark L Brongersma "Surface Plasmon Nanophotonics" Spinger (2007

- Heinz Raether "Excitations of Plasmons and Interband Transitions by Electrons" Springer (1980)

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

There will be an oral exam of about 30 minutes duration. Therein the achievement of the competencies given in section learning outcome is tested exemplarily at least to the given cognition level using comprehension questions and sample calculations.

For example an assignment in the exam might be:

  • Sketch and describe the dispersion relation of surface plasmon polaritons!
  • Describe and explain the trade-off between plasmon propagation and confinement!
  • Name and describe method to couple light to and from plasmonic structures!
  • Explain methods in order to fabricate nanoscale plasmonic devices!

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende 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 Nanoplasmonik
Di, 25.9.2018 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin zwischen 25.9.2018 und 20.10.2018. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date between 2018-09-25 and 2018-10-20. bis 24.9.2018
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