Oberflächenanalyse I (M3, M4, M5, M10, M11-WW4)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Surface analysis I)
(Prüfungsordnungsmodul: Oberflächenanalyse I)

Lectures:

• • Surface Analysis I
    (Vorlesung, 2 SWS, Shiva Mohajernia, Wed, 10:15 - 11:45, 0.85; Nach Vereinbarung)
  • Seminar Surface Science and Corrosion (optional)
    (Seminar, 2 SWS, Patrik Schmuki, Thu, 16:00 - 17:30, 0.85)
  • Seminar Surface Science and Corrosion (optional)
    (Seminar, 2 SWS, Sannakaisa Virtanen, Thu, 16:00 - 17:30, 0.85)
  • Übung Surface Analysis I
    (Übung, 1 SWS, Shiva Mohajernia et al., Mon, 10:15 - 11:45, 0.85)

Inhalt:

Surface Analysis I + II (Vl+Ü)
The generation of nanostructured materials gained relevance in the recent years and efficient characterization methods were developed, permitting insight into the topographical and chemical nanostructure of materials. The scope of this course covers a range of surface analytical instruments, discussing their principle mode of operation, application and data interpretation. All discussed instruments are also available at the chair and tutorials at the machines are a part of the lecture. The fabrication of nanostructured materials from particles to complex 3 dimensional structures is the topic of the second part of this lecture.
Die Strukturierung von Werkstoffoberflächen auf der Nanoskala erlangte in jüngster Vergangenheit große Bedeutung was nicht zuletzt auf der Entwicklung hocheffizienter Charakterisierungsmethoden fußt. Diese erlauben eine hochauflösende Analyse der topografischen sowie chemischen Natur der Oberfläche. Im Zuge dieser Lehrveranstaltung (Teil I) werden eine Vielzahl Oberflächenanalytischer Verfahren und Instrumente erläutert und deren Funktionsprinzip und etwaige Betriebsmodi besprochen, wobei auch auf die Messdateninterpretation Wert gelegt wird. Für die am LS vorhandenen Verfahren erfolgt außerdem eine Begehung der Labore wobei die Studierenden einen konkreten Eindruck der diversen Techniken erhalten können. Im zweiten Teil der Lehrveranstaltung (Teil II) wird die Darstellung nanostrukturierter Werkstoffe besprochen. Hierbei wird auf Partikel bis hin zu komplexen dreidimensionalen Strukturen eine große Bandbreite der Oberflächenmodifikation abgedeckt.

Seminar Surface Science and Corrosion
Das Seminar Surface Science and Corrosion bietet die Gelegenheit Einblicke in den aktuellen Stand der Forschungsfelder des Lehrstuhls zu erlangen. Hierbei werden Fallbeispiele präsentiert und diskutiert und so ein tiefgehendes Verständnis der Messmethoden, welche in der VL Surface Analysis vermittelt werden, ermöglicht. Neben dieser inhaltlichen Komponente der Art eines Frontalunterrichtes, ist es möglich und sehr erwünscht die Thematiken zu diskutieren. Den Studierenden ist es hierbei neben dem Erwerb von Fachwissen möglich, einen ersten Eindruck vom Ablauf wissenschaftlicher Konferenzen bzw. Tagungen zu erhalten.
The seminar Surface science and Corrosion offers the opportunity to gather insights into the current research areas of the chair. In the course of the seminar results are presented and discussed what enables a profound understanding of the techniques that are taught within the lecture Surface Analysis. Besides this factual part, the students have furthermore the chance (and are supposed) to ask questions to the speakers. This is an important insight into the academic working environment that might be especially relevant for prospective PhD-students.

Lernziele und Kompetenzen:

Surface Analysis I + II (Vl+Ü):

Die Studierenden

• verstehen fundamentaler Konzepte im Bereich Kristallographie

• können Vor- und Nachteile verschiedener Verfahren der Oberflächencharakterisierung kritisch diskutieren

• verstehen die theoretischen Grundlagen von STM/AFM, SEM/EDX, XPS/Auger, XRD, ToF-SIMS

• kennen verschiedener Herstellungsmethoden für Nanostrukturen und Anwendung von CVD.

• verstehen das Prinzip des Sol-Gel Prozesses

• kennen die Anwendungen nanostrukturierter Oberflächen

• kennen und verstehen Verfahren zur Oberflächenanalyse bei Nanomaterialien
  

Describing of basic concepts in crystallography. Evaluating different kinds of surface characterization techniques (pros and cons). Elucidating the theoretical background of STM/AFM, SEM/EDX, XPS/Auger, XRD, ToF-SIMS. Defining fabrication methods of nanostructures and elucidation of nanostructured CVD. Describing the sol-gel process. Reporting applications of nanostructured surfaces. Elucidation of surface analytical techniques for nanomaterial characterization.

Seminar Surface Science and Corrosion
Die Studierenden

• wenden wissenschaftlicher Verfahren und Techniken in der Forschung (Beispiele)an
  

• haben Erfahrung bezüglich des Ablaufs und der Gepflogenheiten im wissenschaftlichen Arbeitsumfeld durch aktive Teilnahme an Diskussionen.

• besitzen Softskills als Vorbereitung auf eine wissenschaftliche Karriere
  

Appliance of scientific techniques in research (discussion of examples). Generating experience in scientific community. Participation in scientific discussions. Acquiring of soft-skills for futural scientific careers.

Literatur:

Vorbereitende Literatur Wird im Zuge der Lehrveranstaltung bekannt gegeben.

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Nanotechnologie (Master of Science)
   (Po-Vers. 2020w | TechFak | Nanotechnologie (Master of Science) | Gesamtkonto | Kernfächer | Korrosion und Oberflächentechnik | Oberflächenanalyse I)
2. Nanotechnologie (Master of Science)
   (Po-Vers. 2020w | TechFak | Nanotechnologie (Master of Science) | Gesamtkonto | 1. und 2. Naturwissenschaftlich-technisches Wahlmodul | Oberflächenanalyse I)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Oberflächenanalyse I (Prüfungsnummer: 62371)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 45, benotet, 5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Prüfungssprache: Englisch

Erstablegung: WS 2020/2021, 1. Wdh.: SS 2021

1. Prüfer:

Patrik Schmuki