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 2017 (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 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 40 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. Donnerstag, 10:00–12:00
UE 1 Übung zu Nanoplasmonik Kaniber, M. Termine in Gruppen

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 Gruppenarbeitdiskutiert 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

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 90 Minuten.

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
Mo, 4.9.2017 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin zwischen 4.9.2017 und 21.10.2017. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date between 2017-09-04 and 2017-10-21. bis 3.9.2017
Mo, 24.7.2017 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin vor 3.9.2017. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date before 2017-09-03. bis 30.6.2017 (Abmeldung bis 23.7.2017)

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.