Kernfach Mikro- und Nanostrukturforschung für MWT (MNF_M1_MWT)30 ECTS
(englische Bezeichnung: Micro- and Nanostructure Research for MWT)
(Prüfungsordnungsmodul: Mikro- und Nanostrukturforschung)

Lehrveranstaltungen:

• Die Wahlpflichtveranstaltungen müssen so gewählt werden, dass mindestens 14 ECTS erbracht werden.

• Pflichtveranstaltungen
  • Transmissionselektronenmikroskopie in Materialforschung und Nanotechnologie 1 (WS 2016/2017)
    (Vorlesung, 2 SWS, Erdmann Spiecker, Di, 8:00 - 9:30, 1.225)
  • Übungen zur Transmissionselektronenmikroskopie 1 (WS 2016/2017)
    (Übung, 2 SWS, Mingjian Wu et al., Di, 16:00 - 17:30, 00.010; vom 8.11.2016 bis zum 7.2.2017)
  • Transmissionselektronenmikroskopie in Materialforschung und Nanotechnologie 2 (SS 2017)
    (Vorlesung, 2 SWS, Erdmann Spiecker et al., Mi, 16:00 - 17:30, 00.010)
  • Übungen zur Transmissionselektronenmikroskopie 2 (SS 2017)
    (Übung, 2 SWS, Mingjian Wu et al., Termine nach Vereinbarung)
• Kernfachpraktikum
  • Kernfachpraktikum Mikro- und Nanostrukturforschung (SS 2017)
    (Praktikum, 6 SWS, Anwesenheitspflicht, Stefanie Rechberger et al., Do, 8:00 - 18:00, Raum n.V.)
• Wahlpflichtveranstaltungen
  • Seminar des GRK1896 "In situ microscopy with electrons, X-rays and scanning probes" (SS 2017 - optional)
    (Seminar, 2 SWS, Erdmann Spiecker et al., Do, 16:30 - 18:00, 1.225)
  • Rasterelektronenmikroskopie in Materialforschung und Nanotechnologie (WS 2016/2017 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Julian Müller et al., Mo, 08:15 - 09:45, 3.31, Martensstr. 5)
  • Übungen zur Rasterelektronenmikroskopie (WS 2016/2017 - optional)
    (Übung, 2 SWS, Julian Müller et al., Di, 14:15 - 15:45, 00.010; Termine nach Vereinbarung)
  • Seminar Mikro- und Nanostrukturforschung (WS 2016/2017 - optional)
    (Seminar, 1 SWS, Erdmann Spiecker, Di, 13:00 - 15:00, 1.225; Termine nach Vereinbarung)
  • Arbeitsgemeinschaft "Advanced TEM" (WS 2016/2017 - optional)
    (Arbeitsgemeinschaft, 1 SWS, Mingjian Wu et al., Termine nach Vereinbarung auch in der vorlesungsfreien Zeit)
  • Arbeitsgemeinschaft "C-Allotrope" (WS 2016/2017 - optional)
    (Arbeitsgemeinschaft, 1 SWS, Christian Dolle et al., Termine nach Vereinbarung auch in der vorlesungsfreien Zeit)
  • Arbeitsgemeinschaft "Dünne Filme" (WS 2016/2017 - optional)
    (Arbeitsgemeinschaft, 1 SWS, Simon Kraschewski et al., Termine nach Vereinbarung auch in der vorlesungsfreien Zeit)
  • Arbeitsgemeinschaft "HT-Werkstoffe" (WS 2016/2017 - optional)
    (Arbeitsgemeinschaft, 1 SWS, Yolita Eggeler et al., Termine nach Vereinbarung auch in der vorlesungsfreien Zeit)
  • Arbeitsgemeinschaft "Nanomechanik" (WS 2016/2017 - optional)
    (Arbeitsgemeinschaft, 1 SWS, Mirza Mackovic, Termine nach Vereinbarung auch in der vorlesungsfreien Zeit)
  • Einweisung in die Bedienung des TEM (WS 2016/2017 - optional)
    (Kurs, 2 SWS, Mirza Mackovic et al., Termine nach Vereinbarung)
  • Einweisung in die Bedienung des REM (WS 2016/2017 - optional)
    (Kurs, 2 SWS, Thomas Przybilla et al., Termine nach Vereinbarung)
  • Einführung in die Finite Elemente Methode FEM (FEM-WWI) (SS 2017 - optional)
    (Kurs, 1 SWS, Aruna Prakash, Einzeltermine am 1.8.2017, 9:00 - 13:00, 3.31, Martensstr. 5; 1.8.2017, 13:00 - 18:00, CIP Pool WW; Raum 3.31, Martensstr. 5 - Die. 01.08.2017, 09.00 Uhr)
  • Mikro- und Nanomechanik (SS 2017 - optional)
    (Vorlesung, 1 SWS, Benoit Merle, Di, 8:15 - 9:45, 3.31, Martensstr. 5; Beginn: 09.05.2017)
  • Rastersondenmikroskopie / Nanoindentierung (WS 2016/2017 - optional)
    (Vorlesung mit Übung, 3 SWS, Benoit Merle et al., Fr, 8:15 - 9:45, 3.31, Martensstr. 5; jede 2. Woche Fr, 14:00 - 15:30, CIP Pool WW; ab 4.11.2016)
  • Einführung in die Röntgen- und Neutronenstreuung I (WS 2016/2017 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Tobias Unruh, Di, 12:00 - 14:00, SR Staudtstr. 3; Am ersten Termin werden die endgültigen Termine für die VL festgelegt. E-Mail mit Terminwünschen an Tobias.Unruh@fau.de)
  • Übungen zur Einführung in die Röntgen- und Neutronenstreuung I (WS 2016/2017 - optional)
    (Übung, 2 SWS, Tobias Unruh, Di, 14:00 - 16:00, 10:00 - 12:00, SR Staudtstr. 3)
  • Introduction to X-ray and neutron scattering II (SS 2017 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Tobias Unruh, Di, 10:00 - 12:00, SR Staudtstr. 3)
  • Introduction to X-ray and neutron scattering II (Exercise class) (SS 2017 - optional)
    (Übung, 2 SWS, Tobias Unruh, Mi, 8:30 - 10:00, SR Staudtstr. 3)
  • Quantitative Gefügeanalyse (Stereologie) (SS 2017 - optional)
    (Vorlesung, 1 SWS, Heinz Werner Höppel, Mi, 10:15 - 11:45, 3.31, Martensstr. 5; 2. Semesterhälfte, Termine nach Bekanntgabe)
  • Grundlagen der Schadensanalyse an Bauteilen (SS 2017 - optional)
    (Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Peter Weidinger, Mo, 16:00 - 18:00, 3.31, Martensstr. 5; erster Termin: 08.05.2017 um 17:00 Uhr)
  • Hochtemperaturwerkstoffe und Intermetallische Phasen (WS 2016/2017 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Steffen Neumeier, Mi, 15:15 - 16:45, 3.31, Martensstr. 5; Beginn: 19.10.2016)
  • Röntgenmethoden in der Materialanalyse (SS 2017 - optional)
    (Vorlesung, 1 SWS, Steffen Neumeier, jede 2. Woche Di, 8:15 - 9:45, 3.31, Martensstr. 5; Beginn: 02.05.2017)
  • Numerische Methoden in den Werkstoffwissenschaften - Atomistische Methoden (SS 2017 - optional)
    (Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Erik Bitzek, Blockveranstaltung 26.4.2017-21.6.2017 Mi, 10:15 - 11:45, 0.157-115; Blockveranstaltung 28.6.2017-26.7.2017 Mi, 8:30 - 10:00, 0.157-115; Start: 03.05.2017)
  • Computational Nanoscience (SS 2017 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Erik Bitzek et al., Mo, 14:15 - 15:45, H14; Blockveranstaltung 8.5.2017-29.5.2017 Mo, 10:15 - 11:45, CCC 2.206; Bitte beachten: Vorlesungsteil Prof. Zahn findet immer Montags vom 08.05.-29.05.im CCC 2.206 statt! In diesem Zeitraum keine LV im H14!)
  • Übung zu Computational Nanoscience (SS 2017 - optional)
    (Übung, Erik Bitzek et al., Blockveranstaltung am Ende des SS 2017)
  • Selbstorganisation an Oberflächen (SS 2017 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Marcus Halik, Di, 12:15 - 13:45, 1.84)
  • Nanotechnology of Disperse Systems (WS 2016/2017 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Robin N. Klupp Taylor, Do, 8:15 - 9:45, 0.85)
  • Nanotechnology of Disperse Systems Exercises (WS 2016/2017 - optional)
    (Übung, 1 SWS)
  • Kolloidale Nanokristalle (SS 2017 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Wolfgang Heiß, Di, 14:15 - 15:45, 3.71)
  • Nanospektroskopie (WS 2016/2017 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Wolfgang Heiß et al., Mo, 14:15 - 15:45, 3.71)
  • Optical Lithography: Technology, Physical Effects, and Modelling (WS 2016/2017 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Andreas Erdmann, Fr, 10:15 - 11:45, Hans-Georg-Waeber-Saal)
  • Übung zu Optical Lithography (WS 2016/2017 - optional)
    (Übung, 2 SWS, Andreas Erdmann, Mo, 14:15 - 15:45, Hans-Georg-Waeber-Saal, 0.157-115)
  • Nanoelektronik (SS 2017 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Lothar Frey et al., Di, 16:15 - 17:45, Hans-Georg-Waeber-Saal; Einzeltermin am 13.6.2017, 16:15 - 17:45, 0.111)

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

Studien-/Prüfungsleistungen:

Mikro- und Nanostrukturforschung (Prüfungsnummer: 64601)

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.

Prüfungssprache: Deutsch oder Englisch

Erstablegung: SS 2017, 1. Wdh.: WS 2017/2018

1. Prüfer:

Erdmann Spiecker

Kernfachpraktikum Mikro- und Nanostrukturforschung (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

Erstablegung: SS 2017

1. Prüfer:

Erdmann Spiecker