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Kernfach Mikro- und Nanostrukturforschung für NT (MNF_M6_NT)30 ECTS (englische Bezeichnung: Micro- and Nanostructure Research for NT)
(Prüfungsordnungsmodul: Mikro- und Nanostrukturforschung)
Modulverantwortliche/r: Erdmann Spiecker Lehrende:
Erdmann Spiecker, Benjamin Apeleo-Zubiri, Johannes Will, Mingjian Wu, Stefanie Rechberger
Startsemester: |
WS 2020/2021 | Dauer: |
2 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
345 Std. | Eigenstudium: |
555 Std. | Sprache: |
Deutsch oder Englisch |
Lehrveranstaltungen:
Die Wahlpflichtveranstaltungen müssen so gewählt werden, dass mindestens 14 ECTS erbracht werden.
- Pflichtveranstaltungen
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Rasterelektronenmikroskopie in Materialforschung und Nanotechnologie (WS 2020/2021)
(Vorlesung, 2 SWS, Erdmann Spiecker et al., Mo, 16:15 - 17:45, Raum n.V.; Course will take place digital via Zoom. For further information please join on StudOn: https://www.studon.fau.de/crs3339808_join.html . First date: 09th of November 2020.)
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Transmissionselektronenmikroskopie in Materialforschung und Nanotechnologie 2 (SS 2021)
(Vorlesung, 2 SWS, Erdmann Spiecker et al., Mi, 8:15 - 9:45, Raum n.V.; StudOn-Kurs: https://www.studon.fau.de/crs2540203.html, Link zum Beitritt: https://www.studon.fau.de/crs2540203_join.html)
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Übungen zur Transmissionselektronenmikroskopie 1 (WS 2020/2021)
(Übung, 2 SWS, Mingjian Wu et al., Di, 8:15 - 9:45, Raum n.V.; Termine nach Vereinbarung (wird am ersten Termin festgelegt); Ort: Findet digital über Zoom statt.)
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Übungen zur Transmissionselektronenmikroskopie 2 (SS 2021)
(Übung, 2 SWS, Mingjian Wu et al., Termine nach Vereinbarung; StudOn-Kurs: https://www.studon.fau.de/crs2540203.html, Link zum Beitritt: https://www.studon.fau.de/crs2540203_join.html)
- Kernfachpraktikum
- Wahlpflichtveranstaltungen
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Übungen zur Rasterelektronenmikroskopie (WS 2020/2021 - optional)
(Übung, 2 SWS, Erdmann Spiecker et al., Termine: Exercise 1: Montag, 14.12.2020, 16:15-18:00 Uhr; Exercise 2: Montag, 08.02.2020, 16:15-18:00 Uhr; Ort: Findet digital über Zoom statt.)
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Seminar Mikro- und Nanostrukturforschung (WS 2020/2021 - optional)
(Seminar, 1 SWS, Erdmann Spiecker, Termine nach Vereinbarung (normalerweise 14-tägig, dienstags, 13 Uhr, Raum 01.160, IZNF, Cauerstraße 3))
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Arbeitsgemeinschaft "Nano-Tomography" (WS 2020/2021 - optional)
(Arbeitsgemeinschaft, 1 SWS, Benjamin Apeleo-Zubiri et al., Termine nach Vereinbarung auch in der vorlesungsfreien Zeit)
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Arbeitsgemeinschaft "C-allotropes and organic solar cells" (WS 2020/2021 - optional)
(Arbeitsgemeinschaft, 1 SWS, Erdmann Spiecker et al., Termine nach Vereinbarung auch in der vorlesungsfreien Zeit)
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Arbeitsgemeinschaft "Thin films and Nanomechanics" (WS 2020/2021 - optional)
(Arbeitsgemeinschaft, 1 SWS, Johannes Will et al., Termine nach Vereinbarung auch in der vorlesungsfreien Zeit)
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Arbeitsgemeinschaft "High-temperature materials" (WS 2020/2021 - optional)
(Arbeitsgemeinschaft, 1 SWS, Malte Lenz et al., Termine nach Vereinbarung auch in der vorlesungsfreien Zeit)
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Einweisung in die Bedienung des TEM (WS 2020/2021 - optional)
(Kurs, 2 SWS, Tadahiro Yokosawa et al., Termine nach Vereinbarung)
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Einweisung in die Bedienung des REM (WS 2020/2021 - optional)
(Kurs, 2 SWS, Thomas Przybilla et al., Termine nach Vereinbarung)
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Seminar des GRK1896 "In situ microscopy with electrons, X-rays and scanning probes" (SS 2021 - optional)
(Seminar, 2 SWS, Erdmann Spiecker et al., Do, 16:30 - 18:00, Raum n.V.; IZNF, Cauerstraße 3, Seminarraum 00.156)
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Mikro- und Nanomechanik (SS 2021 - optional)
(Vorlesung, 2 SWS, Benoit Merle, Mo, 14:00 - 15:30, 0.68; Beginn: 19.04.2021)
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Einführung in die Röntgen- und Neutronenstreuung I (WS 2020/2021 - optional)
(Hauptseminar, 2 SWS, Tobias Unruh, Di, 12:00 - 14:00, SR Staudtstr. 3; Die Veranstaltung wird zunächst als Zoom-Online Vorlesung/Übung abgehalten. Bitte melden Sie sich unter StudOn zum Kurs an. Dort finden Sie dann auch die Einwahldaten.)
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Übungen zur Einführung in die Röntgen- und Neutronenstreuung I (WS 2020/2021 - optional)
(Übung, 2 SWS, Tobias Unruh, Di, 14:00 - 16:00, SR Staudtstr. 3)
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Einführung in die Finite Elemente Methode FEM (FEM-WWI) (SS 2021 - optional)
(Kurs, 1 SWS, Duancheng Ma, Einzeltermin am 22.7.2021, 9:00 - 16:00, CIP Pool WW; https://www.studon.fau.de/studon/goto.php?target=crs_2888889)
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Introduction to X-ray and neutron scattering II (SS 2021 - optional)
(Vorlesung, 2 SWS, Tobias Unruh, Di, 10:15 - 11:45, SR Staudtstr. 3; This course will take place as an online Zoom lecture; please register on StudOn (Angebote / 4. Nat / 4.5 Physik / Physik der Kondensierten Materie / Professur für Nanomaterialcharakterisierung / Introduction to X-Ray and Neutron Scattering II (SuSe 2021)))
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Introduction to X-ray and neutron scattering II (Exercise class) (SS 2021 - optional)
(Übung, 2 SWS, Tobias Unruh, Mi, 10:00 - 11:30, SR Staudtstr. 3)
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Quantitative Gefügeanalyse (Stereologie) (SS 2021 - optional)
(Übungsseminar, 1 SWS, Heinz Werner Höppel, Einzeltermin am 18.5.2021, 12:15 - 13:45, 3.31, Martensstr. 5; Beginn: 18.05.2021 erster Termin, weitere Termine werden am 18.05. vereinbart!)
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Grundlagen der Schadensanalyse an Bauteilen (SS 2021 - optional)
(Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Peter Weidinger, Mo, 16:15 - 17:45, 3.31, Martensstr. 5; Offline LV, Konaktstundenangebot, erster Termin 19.04.2021)
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Hochtemperaturwerkstoffe und Intermetallische Phasen (WS 2020/2021 - optional)
(Vorlesung, 2 SWS, Steffen Neumeier, Fr, 10:15 - 11:45; Beginn:06.11.2020)
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Röntgenmethoden in der Materialanalyse (SS 2021 - optional)
(Vorlesung mit Übung, 1 SWS, Steffen Neumeier, Mi, 12:30 - 14:00, Live-Stream; Beginn: 21.04.)
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Numerische Methoden in den Werkstoffwissenschaften - Atomistische Methoden (SS 2021 - optional)
(Vorlesung mit Übung, 4 SWS, Erik Bitzek et al., Fr, 16:15 - 17:45, 0.157-115, CIP Pool WW; Di, 14:15 - 15:45, 0.68; Start: 20.04.; For more information see studon: https://www.studon.fau.de/crs2202381.html)
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Kolloidale Nanokristalle (SS 2021 - optional)
(Vorlesung, 2 SWS, Wolfgang Heiß, Mo, 8:15 - 9:45, 3.71; ab 19.4.2021)
Inhalt:
Das Modul befasst sich mit den Grundlagen der Mikro- und Nanostrukturforschung und hat zum Ziel, den Teilnehmerinnen und Teilnehmern die weitreichenden Möglichkeiten der Strukturuntersuchung von Materialen mit unterschiedlichen Untersuchungsmethoden aufzuzeigen. Der Schwerpunkt dieses Moduls liegt bei der Elektronenmikroskopie und im Rahmen von Vorlesungen, Übungen und Praktika soll ein fundiertes Verständnis für die Wechselwirkung von schnellen Elektronen mit Materie und die daraus resultierenden Kontrastphänomene in elektronenmikroskopischen Abbildungen und Beugungsbildern erarbeitet werden. Darüber hinaus werden die Komponenten der Raster- und Transmissionelektronenmikroskope anschaulich erläutert um ein Verständnis für die Funktionsweise der Elektronenmikroskope zu generieren. Im Bereich der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) werden die Verfahren der sog. konventionellen TEM, der Elektronenbeugung, hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie (HRTEM) sowie die wichtigsten analytische Verfahren - Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDXS), Elektronen-Energie-Verlust-Spektroskopie (EELS) und Energiegefilterte TEM (EFTEM) - behandelt. Im Bereich der Rasterelektronenmikroskopie (REM) werden die verschiedenen Abbildungsmodii, fortgeschrittene REM-Techniken für topographische und chemische Abbildung als auch moderne verwandte Methoden wie Dual-Beam FIB und He-Ionenmikroskopie diskutiert.
Die Wahlpflichtveranstaltungen sind breit gefächert, um einen vielfältigen Einblick in komplementäre Strukturuntersuchungsmethoden wie zum Beispiel Röntgen- und Neutronenstreumethode als auch Rastersonden- und Rasterkraftmethoden zu ermöglichen. Da die Simulation eine essenzielle Rolle in der Strukturaufklärung spielt, werden auch Lehrveranstaltungen zu unterschiedlichen Simulationsmethoden angeboten. Aufgrund der Tatsache, dass die Strukturforschung auf die unterschiedlichsten Materialklassen anwendbar ist, bietet dieses Modul auch die Möglichkeit sich in den verschiedenen Materialklassen und deren Eigenschaften zu vertiefen.
Lernziele und Kompetenzen:
• Vertieftes Erlernen mikroskopischer Verfahren zur Untersuchung von Materialien auf kleinen Längenskalen
• Vertieftes Erlernen der vielfältigen Verfahren der Elektronenmikroskopie und deren Anwendung in den Material- und Nanowissenschaften
• Verstehen der Einsatzmöglichkeiten hochaufgelöster mikroskopischer Verfahren zur Untersuchung von Nanomaterialien
• Vertiefung der Zusammenhänge zwischen der chemischen Zusammensetzung, der Struktur und den Eigenschaften von Werkstoffen
• Erwerben fundierter Kenntnisse über die Grundlagen zum Aufbau der verschiedenen Werkstoffklassen
• Anwenden der erlernten Inhalte bei Übungen und Praktika an den Mikroskopen (REM, TEM)
• Erweiterung des Wissenshorizonts durch angewandte Beispiele und Übungen
Literatur:
• Vorlesungsskripte
• Goodhew, Humphreys and Beanland, Electron Microscopy and Analysis, Taylor & Francis
• Williams & Carter, Transmission Electron Microscopy, Springer Verlag
• Reimer & Kohl, Transmission Electron Microscopy, Springer Verlag
• Fultz & Howe, Transmission Electron Microscopy and Diffractometry of Mateirals. Springer Verlag
• Reimer, Transmission Electron Microscopy, Springer Verlag
• Reimer, Scanning Electron Microscopy, Springer Verlag
• Fuchs, Oppolzer and Rehme, Particle Beam Microanalysis, VCH Verlagsgesellschaft
• P. Haasen, Physikalische Metallkunde, Springer Verlag
• G. Gottstein, Physikalische Grundlagen der Materialkunde, Spinger Verlag
• Weitere Fachliteratur
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
- Nanotechnologie (Master of Science)
(Po-Vers. 2015w | TechFak | Nanotechnologie (Master of Science) | Gesamtkonto | Kernfachmodul aus MWT, EEI, CBI, Ph, Ch | Kernfachmodul MWT | Mikro- und Nanostrukturforschung)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Mikro- und Nanostrukturforschung (Prüfungsnummer: 64611)
- Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 40, benotet, 24 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- weitere Erläuterungen:
Die ausgewählten optionalen Lehrveranstaltungen im Umfang von 14 ECTS sind den Studien-/Prüfungsleistungen zugeordnet.
Alternative Prüfungsform laut Corona-Satzung: Die mündliche Prüfung findet als digitale Fernprüfung per ZOOM statt.
- Prüfungssprache: Deutsch oder Englisch
- Erstablegung: SS 2021, 1. Wdh.: WS 2021/2022
1. Prüfer: | Erdmann Spiecker |
Kernfachpraktikum Mikro- und Nanostrukturforschun (Prüfungsnummer: 64602)
- Studienleistung, Praktikumsleistung, unbenotet
- weitere Erläuterungen:
Verbindliche Zulassungsvoraussetzung zum Praktikum ist die Teilnahme an der zugehörigen Sicherheitsbelehrung. Verbindliche Teilnahmevoraussetzung für jeden einzelnen Praktikumsversuch ist die erfolgreiche Erledigung des Vorprotokolls (Antestat). Das Praktikum ist nur bestanden, wenn alle Versuche sowie alle Vor- und Nachprotokolle erfolgreich absolviert wurden, d.h. die vollständig ausgefüllte Testatkarte mit Nachweisen für Vorprotokolle (Antestate) sowie für Versuchsdurchführungen und Nachprotokolle (Abtestate) fristgerecht vorgelegt wurde.
Prüfungssprache: Deutsch und Englisch
- Prüfungssprache: Deutsch und Englisch
- Erstablegung: SS 2021
1. Prüfer: | Erdmann Spiecker |
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UnivIS ist ein Produkt der Config eG, Buckenhof |
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