Halbleiter-Nanofabrikation und Nano-analytische Methoden
Semiconductor Nanofabrication and Nano-analytical Methods

Modul PH2180

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

PH2180 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Die Gültigkeit des Moduls ist bis WS 2013/4.

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)
300 h 75 h 10 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2180 ist der Studiendekan der Fakultät Physik.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Dieser Kurs beschäftigt sich mit essenziellen Methoden der Nanofabrikation (optische, Elektronenstrahllithografie, und FIB) sowie neuere Methoden (Röntgenlithografie, Nanoimprint, etc.). Im speziellen werden die physikalischen Prinzipien der jeweiligen Methoden diskutiert und deren Limitationen aufgezeigt. Neben Top-down Methoden werden auch Bottom-up Methoden besprochen zur Synthese und Kristallwachstum von Halbleiternanostrukturen (wie physikalische und chemische Gasphasenepitaxie, MOCVD, MBE, etc.) und die physikalischen Wachstumsprinzipien für 0D, 1D und 2D Materialen beleuchtet. Anhand von aktuellen Beispielen soll der Einsatz dieser niedrigdimensionalen Systeme in technologischen Anwendungen dargestellt werden. Im zweiten Teil werden spezifische nanoanalytische Methoden zur Charakterisierung von strukturellen, Oberflächen- und atomaren Eigenschaften der nanostrukturierten Materialien vorgestellt. Hier werden u.a. Methoden wir Elektronenmikroskopie, oberflächen-sensitive Methoden, Ionenstrahl-Methoden, Röntgenmethoden und neuere fortgeschrittene Methoden wie Atomsondentomografie, usw. besprochen. Diese dienen als Bindeglied zum Verständnis des wichtigen Zusammenhangs zwischen der Herstellung von Materialien und deren Wirkungsweise in technologischen Anwendungen.

Lernergebnisse

Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über

  1. Grundkenntnisse in der Nanofabrikation und Analyse von vorwiegend halbleiterbasierten Bauelementen,
  2. die Fähgikeit für relevante nanotechnologische Anwendungen gezielte Fabrikationstechniken auszuwählen und zu beurteilen,
  3. die Möglichkeit die Grenzen von verschiedenen Methoden zu erforschen,
  4. die Fähigkeit zur strukturellen, atomaren und gernzflächenspezifischen Analyse in nanostrukturierten Materialien und
  5. die Erkenntis über das wesentliche Wechselspiel zwischen Materialherstellung, strukturellen und elektronischen Eigenschaften und deren Auswirkung auf die Funktionalität in hochtechnologischen Anwendungen.

Voraussetzungen

Grundlagen der Festkörperphysik

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Vorlesung: Darbietendes Lehrverfahren

Medienformen

Präsentation, Laborbesichtigung

Literatur

Vorlesungsfolien und darin enthaltene Referenzen

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.

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.