Aktuelle Themengebiete der Oberflächen- und Nanowissenschaften
Frontiers of Surface and Nanoscale Science
Modul PH2072
Modulversion vom SS 2021 (aktuell)
Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.
Ob die Lehrveranstaltungen des Moduls in einem spezifischen Semester angeboten werden, finden Sie im Abschnitt Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise unten.
verfügbare Modulversionen | ||||
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SS 2021 | SS 2020 | SS 2019 | WS 2016/7 | WS 2010/1 |
Basisdaten
PH2072 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch auf Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.
Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.
- Spezifischer Spezialfachkatalog Physik der kondensierten Materie
- Spezifischer Spezialfachkatalog Applied and Engineering Physics
- Komplementärer Spezialfachkatalog Kern-, Teilchen- und Astrophysik
- Komplementärer Spezialfachkatalog Biophysik
Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.
Gesamtaufwand | Präsenzveranstaltungen | Umfang (ECTS) |
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150 h | 30 h | 5 CP |
Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2072 ist Wilhelm Auwärter.
Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen
Inhalt
Ultrafast electron dynamics on surfaces, interfaces and nanostructures: attosecond streak camera approach, core-hole-clock and 2-photon photoemission;
An atom-selective look on electronic properties by advanced synchrotron methods;
Magnetisms of surfaces, thin films and nanoobjects: spin polarized scanning tunneling spectroscopy and XMCD;
Surface-anchored molecular switches and rotors;
Self-organized growth: self-assembled monolayers and supramolecular architecture;
Nanofabrication by molecular engineering;
Carbon nanoscience: Fullerene clusters, nanotubes, and graphene;
Nanoplasmonics, molcular electronics and moleculas spintronics;
New experimental techniques.
In addition, we plan an excursion to a synchrotron radiation laboratory.
Lernergebnisse
After successful completion of this module, the student is able to
· remember basic concepts of the analysis and control of matter at the nanoscale
· understand the state-of-the-art experimental techniques
· discuss how specific surface science questions are addressed in practice
· recognize the cutting edge of surface and nanoscale science
· develop insight in current research and emerging domains
Voraussetzungen
Basic knowledge on solid state physics, quantum mechanics, surface and nanoscale science, as well as curiosity and openness for an interdisciplinary field is expected.
Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise
Lehrveranstaltungen und Termine
Art | SWS | Titel | Dozent(en) | Termine | Links |
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EX | 1 | Exkursion zu Aktuelle Themengebiete der Oberflächen- und Nanowissenschaften | Auwärter, W. Feulner, P. |
Lern- und Lehrmethoden
In classroom lectures the teaching and learning content is presented and explained in a didactical, structured, and comprehensive form. This includes basic knowledge as well as selected current topics from a very broad research field. Universal methodic and physics concepts are highlighted by cross referencing between different topics. Crucial facts are conveyed by involving the students in scientific discussions to develop their intellectual power and to stimulate their analytic thinking on physics problems. Regular attendance of the lectures is therefore highly recommended.
The examples as well as regular self-study of personal notes from the lectures and recent review articles referenced in the course are an important part of the learning process by the students. Such post-processing and rationalization of the teaching content is indispensable to achieve the intended learning results that the students develop the ability of explaining and applying the learned knowledge independently. Furthermore, the preparation of a seminar talk on a selected, recent research article will help the students to explain and apply the learned physics and methodology knowledge.
Lab visits and excursions, including discussions with scientists in the field of surface and nanoscale science, will convey the practical relevance and implementation of the experimental techniques and yield insight in current resear4ch areas and emerging domains.
Medienformen
Lecture: Power point presentation, blackboard, printed hand-outs of lecture notes, post-lecture PDFs via Moodle, lab visits.
Seminar: Oral talk, power point presentation
Excursion: Oral presentations, lab visits
Literatur
Lecture notes.
Selected articles in surface and nanoscale science research journals.
Textbooks, examples include:
- K. Oura, V.G. Lifshits, A.A. Saranin, A.V. Zotov, M. Katayama; Surface Science, Springer, Berlin 2003; ISBN 3-540-00545-5, department library - Concise introduction to Surface Science; good overview
- A. Zangwill, Physics at surfaces, Cambridge University Press 1988, Library of E20 and: B.18.K 117 - good introductory text
- H. Ibach; Physics of Surfaces and Interfaces, Springer, Berlin 2006: Surface and interface phenomena including electrochemistry - comprehensive
- K. Kolasinski; Surface Science – Foundation of Catalysis and Nanotechnology, 2nd ed. 2008, Wiley CH 155,- Euro
- Stuart Lindsay, Introduction to Nanoscience; 2009, Oxford, 41.99 Euro - comprehensive with extensive background
- E.L. Wolf, Nanophysics & Nanotechnology; 2008, Wiley CH 59.- Euro, physics-oriented
- Ed. Bharat Bhushan, Springer Handbook of Nanotechnology, 2006, Springer, 266.43 Euro
Modulprüfung
Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen
Es findet eine mündliche Prüfung von 30 Minuten Dauer statt. Darin wird das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe exemplarisch durch Verständnisfragen, Reflektion von Konzepten und einfachen Gleichungen überprüft.
Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:
- Description and explanation of spin-polarized scanning tunneling microscopy
- Describe and explain decay mechanisms for inner-shell vacancies
- Discuss benefits of synchrotron radiation
- Explain trigger mechanisms for molecular switches
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 | |||
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Zeit | Ort | Info | Anmeldung |
Prüfung zu Aktuelle Themengebiete der Oberflächen- und Nanowissenschaften | |||
Mo, 17.7.2023 bis 23:55 | Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin vor 16.09.2023. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date before 2023-Sep-16. | bis 30.6.2023 (Abmeldung bis 16.7.2023) | |
Mo, 18.9.2023 bis 23:55 | Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin zwischen 18.09.2023 und 21.10.2023. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date between 2023-Sep-18 and 2023-Oct-21. | bis 17.9.2023 |