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Modul 64.7 : Aspekte der Festkörperphysik


2. Lehrveranstaltungen des Moduls (insgesamt 6 SWS aus 10 SWS): 

  • Halbleiterphysik: Vorlesung ( 2 SWS ), Übung / Praktikum / Semianr (2 SWS)
  • Magnetismus I, II: jeweils Vorlesung (2 SWS)
  • Supraleitung: Vorlesung (2 SWS)


3. Modulverantwortliche(r): Verantwortlich sind die Lehrenden, Professor(inn)en und Dozent(inn)en der Pphysik im Wechsel 


4. Lehrinhalte:

  • Die Halbleiterphysik behandelt sowohl die physikalischen Grundlagen als auch moderne Anwendungen der Halbleitertechnologie. Ausgehend von den fundamentalen Aspekten der Halbleiter, ihrer Materialien und den physikalischen Eigenschaften werden Konzepte von Bauelementen und der Mikroelektronik erarbeitet, wie sie in der heutigen IT- und Multimedia-Welt eingesetzt werden. Im Einzelnen umfasst die Thematik der Halbleiterphysik folgende Punkte:  Bändermodell des Halbleiters, Transporteigenschaften des Halbleiters, Quanteneffekte in Halbleitern, Siliziumtechnologie, Bauelemente der Zukunft
  • Magnetismus: Magnetische Dünnschichtsysteme haben ein breites Anwendungsfeld erobert, welches von Bauelementen wie magnetische Festplatten, GMR-Leseköpfen und Drehwinkelsensoren bis hin zu nichtflüchtigen Schreib-Lesespeichern reicht. In dieser Vorlesung soll ausgehend vom atomaren Magnetismus die theoretische Grundlage des Magnetismus in Festkörpern vermittelt werden. Dabei steht neben dem Dia- und Paramagnetismus von Isolatoren und Metallen vor allem der kollektive Magnetismus (Ferro-, Antiferro- and Ferrimagnetismus) im Mittelpunkt. Anschließend werden experimentellen Methoden zur Charakterisierung von magnetischen Festkörpern behandelt, welche sich von der Bestimmung integraler wie auch elementspezifischer magnetischer Momente bis hin zur zeit- und ortsaufgelösten Verfolgung von Ummagnetisierungsvorgängen erstrecken. Danach werden spezielle Aspekte magnetischer Dünnschichtsysteme wie z.B. Domänenbildung in Nanostrukturen und Kopplungsphänomene zwischen Magnetschichten diskutiert um abschließend die Funktionalität der oben genannten Bauelemente verstehen zu können. Die Vorlesung ist wie folgt gegliedert: Teil I: Maxwell Gleichungen, Magnetostatik, Klassifizierung der magnetischen Materialien, Dia- und Paramagnetismus, Kollektiver Magnetismus; Teil II: Messung magnetischer Eigenschaften, Magnetismus in dünnen Schichten, (Magnetische Mikrostrukturen, magnetische Wechselwirkungen), Anwendung von magnetischen Dünnschichtsystemen in der Datenspeicherung und Sensorik
  • Supraleitung: Es wird eine Einführung in die Grundlagen der Supraleitung und ihrer Anwendung gegeben. Nach der Beschreibung der Eigenschaften des supraleitenden Zustandes wird ein Überblick der verschiedenen theoretischen Modelle präsentiert. Darüber hinaus werden Supraflüssigkeiten besprochen, da die Supraleitung ein Spezialfall dieses Phänomens darstellt. Der letzte Teil der Vorlesung behandelt den Überlapp mit dem Magnetismus und neueste Forschungsrichtngen wie die Idee eines Quantencomputers auf Basis supraleitender Nanostrukturen.

5. Kompetenzen: 

Das Modul „Aspekte der Festkörperphysik“ vertieft Inhalte der modernen Festkörperphysik. Dabei werden einzelne Themengebiete, wie Magnetismus, Halbleiterphysik, Metallphysik, Supraleitung, usw. ausgewählt und angeboten. Diese Themengebiete können zukünftig auch variiert werden. Es wird in grundlegende Phänomene, Messmethoden der modernen Experimentalphysik und apparative Techniken eingeführt. Technologische Anwendungen werden vermittelt.


6. Anzahl Einzelleistungen: eine benotete Einzelleistung


7. Prüfungsformen: Klausur oder mündliche Prüfung


8. Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten: Regelmäßige aktive Teilnahme, Bestehen der Klausur oder der mündlichen Prüfung


9. Leistungspunkte: Leistungspunkte (LP) für das Modul: 9 LP aus möglichen 15 LP


10. Teilnahmevoraussetzungen und Vorkenntnisse: Kenntnisse entsprechend dem Stoff von Festkörper- und Oberflächenphysik I (siehe 52.1).


11. Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls: Wahlpflichtmodul für den Masterstudiengang Nanowissenschaften. Das Modul ist verwendbar für die Module 64 und 65.


12. Dauer des Moduls/Angebotsturnus: Die Veranstaltungen werden regelmäßig, aber nicht unbedingt in festem Turnus angeboten.

 

 



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  • | Letzte Änderung: 01.10.2014
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