Institut für Halbleitertechnik

Lehrveranstaltungen

Was für Lehrveranstaltungen bieten wir an?

Allgemeine Informationen zur Lehre am IHT

  • Organisatorische Informationen zu den Lehrveranstaltungen finden Sie in C@MPUS,
  • Lehrmaterialien und Aufzeichnungen stehen in ILIAS zur Verfügung,
  • die offiziellen Modulhandbücher können Sie unter Bologna für Studierende einsehen.

Übersicht über die Vorlesungen des IHT

Einordnung ins Curriculum

Die Vorlesungen Mikroelektronik I (ME I) wird von Prof. Ingmar Kallfass vom Institut für Robuste Leistungshalbleitersysteme (ILH) gelesen und  Mikroelektronik II (ME II) gelesen von Prof. Jörg Schulze vermitteln die Grundlagen für alle weiteren Vorlesungen am IHT. 

Empfohlene Voraussetzungen

Keine.

Inhalte

Die folgenden Inhalte werden besprochen:

  1. Die Geschichte der Halbleiterbauelemente
  2. Silizium - Werkstoff der Mikroelektronik
  3. Ladungsträger und Ströme in Halbleitern
  4. Rekombination und Generation von Ladungsträgern
  5. Elektrostatik des pn-Übergangs
  6. Ströme im pn-Übergang
  7. Kennlinie und Eigenschaften von pn-Dioden
  8. Einführung in die Transistortechnologie
  9. Das Bohrsche Atommodell und der Zusammenhang zw. Kristallstruktur und elektrischer Leitfähigkeit
  10. Ladungsträger in Metallen - Das Ohmsche Gesetz
  11. Schottky-Kontakt
  12. Aufbau und Funktion eines Bipolartransistors
  13. Einführung in Bipolartransistorschaltungen
  14. MOS-Elektrode und das elektrische Verhalten einer MOS-Elektrode
  15. MOSFET und CMOS-Logik
  16. Einführung in MOSFET-Schaltungen
  17. MOSFET-basierte Speicher (SRAM und DRAM)
  18. Leistungstransistoren (IGBT, IGT, Power-MOSFET)

Lernziele

Die Studierenden besitzen die Kenntnis und das Verständnis der Halbleitergrundlagen, sowie die Kenntnis über wichtige Bauelementtypen und deren Bauelementphysik. Sie besitzen Kenntnis von den Grundlagen der Halbleitertechnologie die erforderlich um Halbleiterbauelemente zu produzieren.

Rahmenbedinungen

Leistungspunkte (LP) 9
Semesterwochen­stunden (SWS) 4   (Übung 2, Vorlesung 2)
Turnus Wintersemester ME I / Sommersemester ME II
Sprache Deutsch
Abschätzung des Arbeitsaufwandes Präsenzzeit · 84 Stunden
Selbststudium · 186 Stunden
Summe · 270 Stunden

Kontakt

Einordnung ins Curriculum

Die Vorlesung Halbleitertechnik: Bipolartechnik (HL I) bildet zusammen mit den Vorlesungen

  • Halbleitertechnik: Nano-CMOS-Ära (HL II),
  • Halbleitertechnik: Leistungsbauelemente (HL III) und
  • Halbleitertechnik: Intelligente Sensoren und Aktoren (HL IV) 

den Halbleitertechnik-Zyklus des IHT. Die Vorlesung wird jedes zweite Semester immer im Wintersemester angeboten.

Empfohlene Voraussetzungen

Empfohlen werden Kenntnisse, wie Sie beispielsweise in Mikroelektronik (ME) und Halbleitertechnologie: Prozesstechnologie (HLT I) vermittelt werden.

Inhalte

Die folgenden Inhalte werden besprochen:

  1. Beschreibung eines psn-Übergangs im thermodynamischen Gleichgewicht (Raumladungszonen, Poisson-Gleichung, Depletion-Näherung und Built-in-Spannung),
  2. Beschreibung eines psn-Übergangs im Nicht-Gleichgewicht (I-U-Charakterisitik des idealen pn-Übergangs, Rekombinationsmechanismen in pn-Übergängen, I-U-Charakterisitik des realen pn-Übergangs, Durchbruchmechanismen in pn-Übergängen),
  3. Dioden-Spezialformen: Schottky-Diode und Ohmscher Kontakt, Z-Dioden (Zener-Diode und Avalanche-Diode), IMPATT-Diode (Impact-Ionization-Avalanche-Transit-Time-Diode), Gunn-Diode, Uni-Tunneldiode, Esaki-Tunneldiode, Shockley-Diode, DIAC (Diode for Alternating Current),
  4. Aufbau und Funktionsweise von Bipolar- und Heterobiplartransistoren: Ideales und reales Verhalten und Hochfrequenzbetrieb,
  5. Thyristor und lichtgezündeter Thyristor, TRIAC (Triode for Alternating Current).

Als Ausblick wird zum Schluss der Vorlesung auf Leistungsbipolartransistoren mit isoliertem Gate wie dem Gate-Turn-Off-Thyristor (GTO-Thyristor) und dem Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT)und auf BiCMOS-Schaltungen eingegangen.

Lernziele

Die Studierenden besitzen die Kenntnis und das Verständnis der mathematisch-physikalischen Grundlagen der Bauelement-Modellierung, kennen die ideale und die reale Funktionsweise und den Aufbau diverser Halbleiterdioden und haben ein umfassendes Verständnis vom Aufbau und vom idealen/ realen Verhalten eines Bipolar- und eines Heterobipolartransistors. Darüber hinaus kennen sie die prinzipielle Funktionsweise von Thyristoren und haben erste Grundkenntnisse von der Funktionsweise von Leistungsbipolartransistoren mit isoliertem Gate und von BiCMOS-Schaltungen (BiCMOS: Schaltungstechnik, bei der Bipolar- und Feldeffekttransistoren miteinander kombiniert werden). Außerdem kennen sie die prinzipiellen Herstellungsprozessabläufe moderner Bipolar- und BiCMOS-Prozesse.

Rahmenbedinungen

Leistungspunkte (LP) 6
Semesterwochen­stunden (SWS) 4   (Übung 2, Vorlesung 2)
Turnus Wintersemester
Sprache Deutsch
Abschätzung des Arbeitsaufwandes Präsenzzeit · 45 Stunden
Selbststudium · 135 Stunden
Summe · 180 Stunden

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Einordnung ins Curriculum

Die Vorlesung Halbleitertechnik: Nano-CMOS-Ära (HL II) bildet zusammen mit den Vorlesungen

  • Halbleitertechnik: Bipolartechnik (HL I)
  • Halbleitertechnik: Leistungsbauelemente (HL III) und
  • Halbleitertechnik: Intelligente Sensoren und Aktoren (HL IV) 

den Halbleitertechnik-Zyklus des IHT. Die Vorlesung wird jedes zweite Semester immer im Sommersemester angeboten.

Empfohlene Voraussetzungen

Empfohlen werden Kenntnisse, wie sie beispielsweise in Mikroelekronik (ME), Halbleitertechnik: Bipolartechnik (HL I) und Halbleitertechnologie: Prozesstechnologie (HLT I) vermittelt werden.

Inhalte

Die folgenden Inhalte werden besprochen:

  1. Ideales und reales Verhalten eines Langkanal-MOSFETs,
  2. Mooresches Gesetz und ITRS-Roadmap,
  3. Skalierung eines MOSFETs und Kurzkanaleffekte: Vom Langkanal- zum Kurzkanal-MOSFET,
  4. Strategien zur Minimierung von Kurzkanal-Effekten,
  5. Moderne CMOS-Prozesse,
  6. MOS-basierte Speicher: DRAM (Trench-Konzepte und Stacked-Capacitor-Konzepte) und SRAM,
  7. MOS-basierte Leistungshalbleiterbauelemente: Lateraler Leistungs-MOSFET, DMOS, IGBT und Gate-Turn-Off-Thyristoren.

Lernziele

Die Studierenden besitzen die Kenntnis und das Verständnis des Aufbaus und des Verhaltens eines idealen und eines realen Langkanal-MOSFETs (MOSFET: Metal-Oxid-Semiconductor Field-Effect Transistor) und haben ein umfassendes Verständnis von den sogenannten Kurzkanaleffekten in Kurzkanal-MOSFETs bzw. in Nano-MOSFETs. Darüber hinaus kennen sie technologische Strategien zur Minimierung der Kurzkanaleffekte und kennen die prinzipiellen Herstellungsprozessabläufe moderner CMOS-Prozesse (CMOS: Complementary MOS). Außerdem besitzen die Studierenden die Kenntnis und das Verständnis des ITRS-Konzeptes der Halbleiterindustrie (ITRS: International Technology Roadmap on Semiconductors) und der Notwendigkeit einer "Post-CMOS-Ära. Darauf aufbauend kennen sie den Aufbau und die Funktionsweise MOS-basierter Speicher (DRAM: Dynamic Random Access Memory und SRAM: Static Random Access Memory) und Leistungsbauelemente (lateraler Leistungs-MOSFET, DMOS: Double-Diffused-Leistungs-MOSFET, IGBT: Insulated Gate Biplaor Transistor und Gate-Turn-Off-Thyristor).

Rahmenbedinungen

Leistungspunkte (LP) 6
Semesterwochen­stunden (SWS) 4   (Übung 2, Vorlesung 2)
Turnus Sommersemester
Sprache Deutsch
Abschätzung des Arbeitsaufwandes Präsenzzeit · 45 Stunden
Selbststudium · 135 Stunden
Summe · 180 Stunden

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Diese Vorlesung wird zur Zeit überarbeitet.

Diese Vorlesung wird zur Zeit überarbeitet.

Einordnung ins Curriculum

Die Vorlesung Halbleitertechnologie: Prozesstechnologie (HLT I) gehört neben den Vorlesungen

  • Halbleitertechnologie: Epitaxie (HLT II) und
  • Halbleitertechnologie: Halbleiterproduktionstechnik (HLT III)

zum Halbleitertechnologie-Zyklus des IHT. Die Vorlesung wird jedes zweite Semester immer im Wintersemester angeboten.

Empfohlene Voraussetzungen

Empfohlen werden Kenntnisse, wie Sie beispielsweise in Mikroelektronik (ME) vermittelt werden.

Inhalte

Die folgenden Inhalte werden besprochen:

  1. Einführung in die Silizium-basierte Halbleitertechnologie,
  2. Technologische Grundlagen (Prozessparameter und grundlegende Technologieprozesse),
  3. Substrat- und Waferherstellung (CZ-Waver, FZ-Wafer und Silicon-On-Insulator-Wafer),
  4. Lithographie (optische Lithographie und alternative Verfahren) und Strukturierungsmethoden (nasschemisch, trockenchemisch und physikalisch-chemisch),
  5. Dotiermethoden: Epitaxie, Diffusion und Ionenimplantation,
  6. Herstellung und Strukturierung von Isolatorschichten (Standardielektrika, Low-k-, Medium-k- und high-k-Dielektrika) und Planarisierungsmethoden,
  7. Herstellung und Strukturierung metallischer Schichten.
  8. Als Ausblick wird zum Schluss der Vorlesung auf die Aufbau- und Verbindungstechnik eingegangen und exemplarische Herstellungsprozesse unterschiedlicher mikroelektronischer Bauelemente werden diskutiert.

Lernziele

Die Studierenden haben das Verständnis über die Bedeutung der Silizium-basierten Halbleitertechnologie für den weltweiten Elektronikmarkt, kennen und verstehen die technologischen Grundlagen einer jeden Halbleitertechnologie. Darüber hinaus kennen sie die State-of-the-Art-Prozesse zur Substrat- und Waferherstellung, zur Dotierung von Halbleiterschichten und zur Strukturierung (Lithografiemethoden und nass- und trockenchemisches Ätzen) von Halbleiter-, Isolator- und Metallschichten. Sie kennen die wichtigsten Isolatormaterialien und metallischen Materialien der Silizium-basierten Halbleitertechnologie und gewinnen einen ersten Einblick in die Aufbau- und Verbindungstechnik zur Herstellung komplexer elektronischer Bauteile. Die Studierenden werden in die Lage versetzt, Herstellungsprozesse für die Herstellung beliebiger Halbleiterbauelemente aufzustellen bzw. gegebene Herstellungsprozesse zu analysieren, zu erklären und ggf. zu verbessern.

 

Rahmenbedinungen

Leistungspunkte (LP) 6
Semesterwochen­stunden (SWS) 4   (Übung 2, Vorlesung 2)
Turnus Wintersemester
Sprache Deutsch
Abschätzung des Arbeitsaufwandes Präsenzzeit · 45 Stunden
Selbststudium · 135 Stunden
Summe · 180 Stunden

Kontakt

Einordnung ins Curriculum

Die Vorlesung Halbleitertechnologie: Epitaxie (HLT II) gehört neben den Vorlesungen

  • Halbleitertechnologie: Prozesstechnologie (HLT I) und
  • Halbleitertechnologie: Halbleiterproduktionstechnik (HLT III)

zum Halbleitertechnologie-Zyklus des IHT. Die Vorlesung wird jedes zweite Semester immer im Sommersemester angeboten.

Empfohlene Voraussetzungen

Empfohlen werden Kenntnisse, wie Sie beispielsweise in Mikroelektronik (ME) und Halbleitertechnologie: Prozesstechnologie (HLT I) vermittelt werden.

Inhalte

Die folgenden Inhalte werden besprochen:

  1. Epitaktisches Wachstum und Heteroepitaxie,
  2. Atomares Verständnis des Wachstums (Adsorption, Nukleation, Stufenwanderung, Desorption),
  3. Kristallgitter, Versetzungen, Stapelfehler, Nachweisverfahren,
  4. Molekularstrahlepitaxie, Subsysteme und Prozessablauf,
  5. Dotierstrategien für Nanometerstrukturen,
  6. Oberflächensegregation,
  7. Gitterfehlgepasste Grenzflächen, pseudomorphes Wachstum, virtuelle Substrate.

Lernziele

Die Studierenden besitzen die Kenntnisse zur Herstellung von epitaktischen Dotierstrukturen mittels Molekularstrahlepitaxie und vermögen abzuschätzen, welchen Einfluss Prozessparameter auf die Herstellung epitaktischer Strukturen und Heterostrukturen haben. Sie besitzen darüber hinaus Grundkenntnisse zur Ultrahochvakuumtechnik und kennen und beherrschen schichtanalytische Methoden wie z. B.:

  • Profilometrie,
  • 4-Spitzen-Messung,
  • Ellipsometrie,
  • RAMAN-Spektroskopie,
  • Hall-Messung und
  • Rasterelektronenmikroskopie

zur Bestimmung von Schichtdicken, Verspannungszuständen, Dotierkonzentrationen und Dotierstoffart.

 

Rahmenbedinungen

Leistungspunkte (LP) 6
Semesterwochen­stunden (SWS) 4   (Übung 2, Vorlesung 2)
Turnus Sommersemester
Sprache Deutsch
Abschätzung des Arbeitsaufwandes Präsenzzeit · 45 Stunden
Selbststudium · 135 Stunden
Summe · 180 Stunden

Kontakt

Einordnung ins Curriculum

Die Vorlesung Halbleitertechnologie: Halbleiterproduktionstechnik (HLT III) gehört neben den Vorlesungen

  • Halbleitertechnologie: Prozesstechnologie (HLT I) und
  • Halbleitertechnologie: Epitaxie (HLT II)

zum Halbleitertechnologie-Zyklus des IHT. Die Vorlesung wird jedes vierte Semester immer im Wintersemester (ungerade Anfangsjahre) angeboten.

Empfohlene Voraussetzungen

Empfohlen werden Kenntnisse, wie sie beispielsweise in Halbleitertechnik: Bipolartechnik (HL I), Halbleitertechnik: Nano-CMOS-Ära (HL II) und Halbleitertechnologie: Prozesstechnologie (HLT I) vermittelt werden.

Inhalte

Die folgenden Inhalte werden besprochen:

  1. Historische Produktionsmodelle und Grundlagen der Halbleiterfertigung und -produktion,
  2. Beschreibende (deskriptive) Statistik, Berechnung von Wahrscheinlichkeiten und schlussfolgernde (prediktive) Statistik,
  3. Defektdichte, Ausbeute und statistische Ausbeutemodelle,
  4. Struktur von Rein- und Reinsträumen, Organisationsstruktur einer Waferfabrik, Fabrikautomation und SPC, "Computer Integrated Manufacturing" (CIM),
  5. Ausfallmechanismen in Halbleiterbauelementen und mikroelektronischen Chips,
  6. Qualität und Zuverlässigkeit von Halbleiterbauelementen.

Lernziele

Die Studierenden besitzen die Kenntnis und das Verständnis der kostengünstigen Produktionsmethoden und -konzepte für die hochvolumige Produktion von Silizium-basierten Halbleiterchips mit hoher Qualität und Zuverlässigkeit. Sie können dabei die Begriffe Ausbeute, Qualität und Zuverlässigkeit definieren, kennen die relevanten statistischen Ausbeutemodelle und können diese anwenden, kennen die wesentlichen Ausfallmechanismen in Halbleiterbauelementen und mikroelektronischen Chips und können diese beschreiben. Darüber hinaus kennen sie Grundabläufe in der Halbleiterproduktion, kennen den Aufbau von Reinräumen und kennen die Methode der Statistischen Prozesskontrolle (SPC: Statistical Process Control) und können diese durchführen.

Rahmenbedinungen

Leistungspunkte (LP) 6
Semesterwochen­stunden (SWS) 4   (Übung 2, Vorlesung 2)
Turnus Jedes 2. Wintersemester
Sprache Deutsch
Abschätzung des Arbeitsaufwandes Präsenzzeit · 45 Stunden
Selbststudium · 135 Stunden
Summe · 180 Stunden

Kontakt

Dozent

Prof. Dr. habil. Jörg Schulze

Assistentin

Caterina Clausen, M.Sc.

 

Einordnung ins Curriculum

Die Vorlesung Quantenelektronik: Tunnel- und Quantum-Well-Bauelemente (QE I) gehört neben den Vorlesungen

  • Quantenelektronik: Ausgewählte Kapitel der höheren Physik (QE Z) und
  • Quantenelektronik: Spintronik und Quantum Computation (QE II)

zum Quantenelektronik-Zyklus des IHT. Die Vorlesung wird jedes zweite Semester immer im Wintersemester angeboten.

Empfohlene Voraussetzungen

Empfohlen werden Kenntnisse, wie Sie beispielsweise in Mikroelektronik (ME), Halbleitertechnik: Bipolartechnik (HL I), Halbleitertechnik: Nano-CMOS-Ära (HL II), Halbleitertechnologie: Prozesstechnologie (HLT I), Halbleitertechnologie: Epitaxie (HLT II) und Quantenelektronik: Ausgewählte Kapitel der höheren Physik (QE Z) vermittelt werden.

Inhalte

Die folgenden Inhalte werden besprochen:

  1. Einführung in die Quantenphysik, Schrödinger-Gleichung und Potentialprobleme,
  2. Eigenschaften von Quantentöpfen, -drähten und -punkten,
  3. Elektronische und mechanische Eigenschaften von Silizium-Germanium-Heterostrukturen,
  4. Einfluss der elastischen Verspannungen auf die Bandstruktur,
  5. Technologische Realisierung von Potentialbarrieren, Quantum Wells und Quantentöpfen,
  6. Funktionsweise von Silizium-basierten Hetero- und Quantenbauelementen (Esaki-Tunnel-Feldeffekt-Transistor, Heterofeldeffekttransistoren, Single Electron Transistor, MODFET: Modulation Doped Field Effect Transistor bzw. HEMT: High Electron Mobility Transistor),
  7. LASER-Dioden (LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) und VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting LASER).

Lernziele

Die Studierenden besitzen die Kenntnis und das Verständnis quantenmechanischer Effekte in klassischen Halbleiterbauelementen. Insbesondere kennen sie den Tunneleffekt, können diesen beschreiben und modellieren und kennen und verstehen quantenmechanische Bauelemente, die gezielt auf dem Tunneleffekt beruhen. Darüber hinaus haben sie Kenntnis und Verständnis von der technologischen Realisierung von Potentialbarrieren, Quantum Wells und Quantentöpfen und kennen auch hier Bauelemente, die auf diesen Strukturen beruhen und können diese beschreiben. Sie besitzen die Fähigkeit, neue Tunnelbauelemente und Quantum-Well-basierte Bauelemente zu entwerfen und zu dimensionieren.

Rahmenbedinungen

Leistungspunkte (LP) 6
Semesterwochen­stunden (SWS) 4   (Übung 2, Vorlesung 2)
Turnus Wintersemester
Sprache Deutsch
Abschätzung des Arbeitsaufwandes Präsenzzeit · 45 Stunden
Selbststudium · 135 Stunden
Summe · 180 Stunden

Kontakt

Einordnung ins Curriculum

Die Vorlesung Quantenelektronik: Spintronik und Quantum Computation (QE II) gehört neben den Vorlesungen

  • Quantenelektronik: Tunnel- und Quantum-Well-Bauelemente (QE I) und
  • Quantenelektronik: Ausgewählte Kapitel der höheren Physik (QE Z)

zum Quantenelektronik-Zyklus des IHT. Die Vorlesung wird jedes zweite Semester immer im Sommersemester angeboten.

Empfohlene Voraussetzungen

Empfohlen werden Kenntnisse, wie Sie beispielsweise in Mikroelektronik (ME), Halbleitertechnik: Bipolartechnik (HL I), Halbleitertechnik: Nano-CMOS-Ära (HL II), Halbleitertechnologie: Prozesstechnologie (HLT I), Halbleitertechnologie: Epitaxie (HLT II), Quantenelektronik: Ausgewählte Kapitel der höheren Physik (QE Z) und Quantenelektronik: Tunnel- und Quantum-Well-Bauelemente (QE I) vermittelt werden.

Inhalte

Die folgenden Inhalte werden besprochen:

  1. Quantenmechanische Beschreibung des Spins und Magnetismus,
  2. Spintronische Bauelementkonzepte für Speicheranwendungen: Elektronentransport im Ferromagneten, Nutzung der magnetischen Effekte "Giant Magneto-Resistance" (GMR) und "Tunneling Magneto-Resistance" (TMR) für elektronische Bauelemente, magnetische "Random Access Memories" (MRAMs), Skyrmions, Spintronische Bauelementkonzepte für Logikanwendungen: Der Datta-Das-Spin-Transistor, Spin-Injektion und Spin-Detektion, Spintronik und "Complementary Metal-Oxid-Semiconductor" (CMOS),
  3. Neue Kohlenstoff-basierte Materialien und Elektronik: Graphen, Buckmister Fullerene und "Carbon-Nanotubes" (CNT), Bandstruktur von Graphen und CNTs, Graphen- und CNT-basierte Bauelementkonzepte
  4. "Quantum Computation" und die Idee vom Quantencomputer: Symmetrische vs. asymmetrische Verschlüsselung, Brechung des RSA-Verfahrens (Shor-Algorithmus), Quantencomputer.

 

Lernziele

Die Studierenden besitzen die Kenntnis und das Verständnis des Spins von Elektronen, kennen technologische Möglichkeiten zur Spinmanipulation, -injektion, -extraktion und -detektion und kennen und verstehen den Aufbau und die prinzipielle Funktionsweise quantenmechanischer Bauelemente, die auf ferromagnetischen Materialeigenschaften beruhen. Darüber hinaus haben sie Kenntnis und Verständnis von der Darstellung und Verarbeitung von Quanten-Bits (Q-Bits), der technologischen Realisierung von Q-Bits, kennen das RSA-Verschlüsselungsverfahren (benannt nach den Entwicklern Rivest, Shamir und Adleman),können es anwenden und kennen den Shor-Algorithmus. (Der Shor-Algorithmus ist ein Algorithmus aus dem mathematischen Teilgebiet der Zahlentheorie, der Mittel der Quanteninformatik benutzt. Er berechnet einen nichttrivialen Teiler einer zusammengesetzten Zahl und zählt zur Klasse der Faktorisierungsverfahren. Erwurde 1994 von Peter W. Shor veröffentlicht.)

Rahmenbedinungen

Leistungspunkte (LP) 6
Semesterwochen­stunden (SWS) 4   (Übung 2, Vorlesung 2)
Turnus Sommersemester
Sprache Deutsch
Abschätzung des Arbeitsaufwandes Präsenzzeit · 45 Stunden
Selbststudium · 135 Stunden
Summe · 180 Stunden

Kontakt

 

Einordnung ins Curriculum

Die Vorlesung Quantenelektronik - Ausgewählte Kapitel der höheren Physik (QE Z) bildet zusammen mit den Vorlesungen:

  • Quantum Electronics – Tunneling and Quantum Well Devices (QE I) und
  • Quantenelektronik – Spintronik und "Quantum Computation" (QE II)

den Quantenelektronik(Quantum Electronics)-Zyklus des IHT. Die Vorlesung wird jedes vierte Semester immer im Wintersemester (gerade Jahre) angeboten.

Empfohlene Voraussetzungen

Empfohlen werden Kenntnisse, wie Sie beispielsweise in Mikroelektronik (ME), Halbleitertechnik: Bipolartechnik (HL I), Halbleitertechnik: Nano-CMOS-Ära (HL II) und Quantenelektronik: Tunnel- und "Quantum-Well"-Bauelemente (QE I) vermittelt werden.

Inhalte

Die folgenden Inhalte werden besprochen:

  1. Der Welle-Teilchen-Dualismus des Lichtes,
  2. Die Entdeckung des Elektrons,
  3. Atommodelle und die Enteckung der Kristallstrukturen,
  4. Plancks Strahlungsgesetz und Einsteins Photonen-Hypothese,
  5. Einstein und der Laser,
  6. Der Welle-Teilchen-Dualismus als Grundprinzip der Natur,
  7. Schrödingers Gleichung und die Formulierung der Wellenmechanik,
  8.  Ausgewählten Potentialprobleme und der Tunneleffekt,
  9. Das Konzept der elektronischen Bandstruktur eines Festkörpers und das Kronig-Penney-Modell.

Lernziele

Die Studierenden besitzen die Kenntnis und das Verständnis des Welle-Teilchen-Dualismus als Grundprinzip der Natur und kennen die wesentlichen Beobachtungen und physikalischen Experimente, die zur Erkenntnis dieses Grundprinzips führten. Sie sind in der Lage, die Schrödinger-Gleichung herzuleiten, zu interpretieren und für ausgewählte Probleme zu lösen. Sie besitzen weiterhin die Kenntnis und das Verständnis der Kristall- und elektronischen Bandstruktur von Festkörpern und sind damit in der Lage, die elektronischen Eigenschaften der Festkörper abzuleiten und elektronische Effekte wie z. B. den Tunneleffekt oder die stimulierte Emission von Licht aus Halbleitern zu erklären.

Rahmenbedinungen

Leistungspunkte (LP) 6
Semesterwochen­stunden (SWS) 4   (Übung 2, Vorlesung 2)
Turnus Jedes 2. Wintersemester
Sprache Deutsch
Abschätzung des Arbeitsaufwandes Präsenzzeit · 45 Stunden
Selbststudium · 135 Stunden
Summe · 180 Stunden

Kontakt

Dozent

Prof. Dr. habil. Jörg Schulze

Assistentin

Caterina Clausen, M.Sc.

 

Ihre Ansprechpartner

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Prof. Dr. habil.

Jörg Schulze

Direktor

Dieses Bild zeigt  Cinja Schwiedel
 

Cinja Schwiedel

Assistentin der Institutsleitung

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