Nanostrukturen I
Nanostrukturen aus physikalischer Sicht I (WiSe)
Dozent: Prof. Dr. Johann Peter Reithmaier
Die Vorlesung umfasst 3 SWSt. Die Vorlesung ist gedacht für Studenten der Nanostrukturwissenschaften ab dem 7. Semester (Pflichtfach) und Physik Diplom ab dem 5. Semester (Physiklisches Wahlfach). Grundkenntnisse in der Experimentalphysik, Festkörperphysik und Quantenmechanik sind Voraussetzung und werden nur kurz rekapituliert.
Der erste Teil (im WS) der zweiteiligen Vorlesungsreihe vermittelt die Grundlagen zu Nanostrukturen aus physikalischer Sicht. Dabei wird eingegangen auf die dimensionsabhängigen physikalischen Eigenschaften von Festkörpern und den dominierenden Einfluß quantenmechanischer Prinzipien zur Beschreibung der Phänomene. Zusätzlich werden Herstellungs- und Charakterisierungsverfahren von Nanostrukturen diskutiert. Der zweite Teil (im SS) beschäftigt sich mit Anwendungsbeispielen von nanostrukturierten Materialien in der Nanomechanik, Nanoelektronik, Optoelektronik und Nanophotonik.
Inhaltsangabe:
- Überblick
- Einführung
- Grundlegende Überlegungen + Abgrenzung zu Atomphysik und Kontinuumsphysik
- Überblick über Herstellungsmethoden (top-down, bottom-up, etc.)
- Überblick über Charakterisierungsmethoden
- Überblick über Anwendungsmöglichkeiten
- Physikalische Grundlagen (Kurzwiederholung)
- Mechanik und Thermodynamik
- Elektrodynamik
- Quantenmechanik
- Atom- und Molekülphysik
- Festkörperphysik
- Mechanische und thermische Eigenschaften nanostrukturierter Materialien
- Mechanische Eigenschaften von Nanostrukturen
- Thermische Eigenschaften von Nanopartikeln und Molekülclustern
- Elektronische und magnetische Eigenschaften nanostrukturierter Festkörper
- Theorie niedrigdimensionaler elektronischer Systeme (Quantenfilme, -drähte, punkte)
- Elektronentransport in nanostrukturierten Halbleitern (Tunneleffekt, Coulombblockade, etc.)
- Eigenschaften von nanostrukturierten magnetischen Materialien und Partikel
- Optische Eigenschaften von nanostrukturierten Festkörpern
- Wechselwirkung nanostrukturierter Halbleiter mit elektromagnetischer Strahlung
- Nanostrukturierte photonische Systeme (Photonische Kristalle, Mikrokavitäten, etc.)
- Quantenpunktstrukturen in optischen Resonatoren
- Nanostrukturierungsverfahren
- Top-down Methoden (Lithographie, Nanostempel, AFM, etc.)
- Bottom-up Methoden (Selbstorganisiertes Wachstum, Sol-Gel, chemische Verfahren)
- Charakterisierungsmethoden für Nanostrukturen
- Elektronenraster- und transmissionsmikroskopie
- Rastersondenverfahren (AFM, STM, magnet. AFM, SNOM, etc.)
- Analytische Verfahren (XRD, EBID, FIB, SIMS, etc.)
- Ausblick auf Sommersemester:
- Nanostrukturen aus physikalischer Sicht II (Anwendungen)
- Einführung in Anwendungen von Nanostrukturen
- Nanopartikel und Molekülcluster
- Nanomechanik
- Nanoelektronik
- Molekulare Elektronik
- Nanostrukturen in der Optoelektronik
- Nanophotonik
Ausblick auf Sommersemester (Kapitel 9.-15).
Nanostrukturen aus physikalischer Sicht II (Anwendungen)
Termine zur Vorlesung
Vorlesungstermine WiSe 2018/2019
Die erste Vorlesung findet am Montag, den 18.10.2018 statt.
Montag, 15.15 - 17.00 in Raum 3139, AVZ
Donnerstag, 12.15 - 13.00 in Raum 3139, AVZ
Termine zur Prüfung (mündlich) für das WiSe 2017/2018
Prüfungstermin WiSe 2017/2018 (mündlich):
Dienstag,den 02.10.2018
Pro Zeitblock stehen jedem Studenten 45 min. für die mündliche Prfung zur Verfügung.
Bitte melden Sie sich persönlich oder per E-mail für die Prüfung an. Eine Liste dazu liegt im Sekretariat der Technischen Physik aus.
Anmeldeschluss: 25.09.2018
Downloads ( passwortgeschützt )
Vorlesungsskript:
- Vorlesung 01 (Seiten 001 - 016)
- Vorlesung 02 (Seiten 017 - 032)
- Vorlesung 03 (Seiten 033 - 048)
- Vorlesung 04 (Seiten 049 - 064)
- Vorlesung 05 (Seiten 065 - 080)
- Vorlesung 06 (Seiten 081 - 096)
- Vorlesung 07 (Seiten 097 - 112)
- Vorlesung 08 (Seiten 113 - 128)
- Vorlesung 09 (Seiten 129 - 144)
- Vorlesung 10 (Seiten 145 - 160)
- Vorlesung 11 (Seiten 161 - 176)
- Vorlesung 12 (Seiten 177 - 192)
- Vorlesung 13 (Seiten 193 - 208)
- Vorlesung 14 (Seiten 209 - 224)
- Vorlesung 15 (Seiten 225 - 240)
- Vorlesung 16 (Seiten 241 - 256)
- Vorlesung 17 (Seiten 257 - 272)
- Vorlesung 18 (Seiten 273 - 288)
- Vorlesung 19 (Seiten 289 - 304)
- Vorlesung 20 (Seiten 305 - 320)
- Vorlesung 21 (Seiten 321 - 333)