Nebenfach Mikro- und Nanostrukturforschung für MWT (MNF_M2/M3_MWT)12.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Micro- and Nanostructure Research for MWT)

Lehrveranstaltungen:

• Nicht wählbar für Studierende im Kernfach Mikro- und Nanostrukturforschung (M1).
  Die Wahlpflichtveranstaltungen müssen so gewählt werden, dass mindestens 5 ECTS erbracht werden.

• Pflichtveranstaltungen
  • Transmissionselektronenmikroskopie in Materialforschung und Nanotechnologie 1 (WS 2021/2022)
    (Vorlesung, 2 SWS, Erdmann Spiecker, Do, 8:15 - 9:45, 0.85; Course will take place in person. For further information please join on StudOn: https://www.studon.fau.de/crs2540203_join.html)
  • Übungen zur Transmissionselektronenmikroskopie 1 (WS 2021/2022)
    (Übung, 2 SWS, Mingjian Wu et al., Fr, 10:15 - 11:45, 1.68; Termine nach Vereinbarung (wird am ersten Termin festgelegt);)
  • Nebenfachpraktikum Mikro- und Nanostrukturforschung (SS 2022)
    (Praktikum, 2 SWS, Anwesenheitspflicht, Erdmann Spiecker et al.)
• Wahlpflichtveranstaltungen
  • Transmissionselektronenmikroskopie in Materialforschung und Nanotechnologie 2 (SS 2022 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Erdmann Spiecker et al., Fr, 10:15 - 11:45, 1.225; StudOn-Kurs: https://www.studon.fau.de/crs4497160_join.html)
  • Übungen zur Transmissionselektronenmikroskopie 2 (SS 2022 - optional)
    (Übung, 2 SWS, Mingjian Wu et al., Termine nach Vereinbarung;)
  • Rasterelektronenmikroskopie in Materialforschung und Nanotechnologie (WS 2021/2022 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Erdmann Spiecker et al., Di, 8:15 - 9:45, 0.68; Course will take place in person. For further information please join on StudOn: https://www.studon.fau.de/crs3339808_join.html .)
  • Übungen zur Rasterelektronenmikroskopie (WS 2021/2022 - optional)
    (Übung, 2 SWS, Erdmann Spiecker et al., Zeit und Raum n.V.)

Inhalt:

Das Modul befasst sich mit den Grundlagen der Mikro- und Nanostrukturforschung, insbesondere der Elektronenmikroskopie, und hat zum Ziel, den Teilnehmerinnen und Teilnehmern die weitreichenden Möglichkeiten der Mikroskopie mit schnellen Elektronen für die Strukturuntersuchung von Materialen aufzuzeigen und es ihnen zu ermöglichen, ihr erlerntes Wissen anzuwenden. 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. In den Pflichtveranstaltungen werden im Bereich der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) die Verfahren der sog. konventionellen TEM, der Elektronenbeugung und hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie (HRTEM) behandelt. In den Wahlpflichtveranstaltungen werden im Bereich der TEM weitere Abbildungsmodii und 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. Neben den Vorlesungen mit den dazu inhaltsbegleitenden, anwendungsbezogenen Übungen, bietet das Nebenfachpraktikum die Möglichkeit, ein fundiertes Wissen über die Mikro- und Nanostrukturforschung mittels der umfangreichen Methoden und Anwendungsbereiche der Transmissionselektronenmikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie (kombiniert mit Focused Ion Beam Mikroskopie) zu erlangen und dieses selbstständig anzuwenden.

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• vertiefen ihr Wissen zu mikroskopischen Verfahren zur Untersuchung von Materialien auf kleinen Längenskalen

• erlernen vertieft die vielfältigen Verfahren der Elektronenmikroskopie und deren Anwendung in den Material- und Nanowissenschaften

• verstehen die Einsatzmöglichkeiten hochaufgelöster mikroskopischer Verfahren zur Untersuchung von Nanomaterialien

• verstehen die Zusammenhänge zwischen der chemischen Zusammensetzung, der Struktur und den Eigenschaften von Werkstoffen

• erwerben fundierter Kenntnisse über die Grundlagen zum Aufbau der verschiedenen Werkstoffklassen

• wenden die erlernten Inhalte bei Übungen und Praktika an den Mikroskopen (REM, TEM) selbstständig an

• erweitern ihren 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:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Allgemeine Werkstoffeigenschaften | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Mikro- und Nanostrukturforschung)
2. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Allgemeine Werkstoffeigenschaften | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Mikro- und Nanostrukturforschung)
3. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffkunde und Technologie der Metalle | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Mikro- und Nanostrukturforschung)
4. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffkunde und Technologie der Metalle | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Mikro- und Nanostrukturforschung)
5. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Glas und Keramik | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Mikro- und Nanostrukturforschung)
6. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Glas und Keramik | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Mikro- und Nanostrukturforschung)
7. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Korrosion und Oberflächentechnik | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Mikro- und Nanostrukturforschung)
8. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Korrosion und Oberflächentechnik | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Mikro- und Nanostrukturforschung)
9. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Polymerwerkstoffe | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Mikro- und Nanostrukturforschung)
10. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Polymerwerkstoffe | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Mikro- und Nanostrukturforschung)
11. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffe in der Elektrotechnik | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Mikro- und Nanostrukturforschung)
12. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffe in der Elektrotechnik | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Mikro- und Nanostrukturforschung)
13. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffe in der Medizin | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Mikro- und Nanostrukturforschung)
14. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffe in der Medizin | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Mikro- und Nanostrukturforschung)
15. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffsimulation | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Mikro- und Nanostrukturforschung)
16. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffsimulation | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Mikro- und Nanostrukturforschung)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Mikro- und Nanostrukturforschung (Prüfungsnummer: 64501)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 20, benotet, 12.5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Die ausgewählten optionalen Lehrveranstaltungen im Umfang von 5 ECTS sind den Studien-/Prüfungsleistungen zugeordnet.
Alternative Prüfungsform laut Corona-Satzung: Die mündliche Prüfung findet als digitale Fernprüfung per ZOOM statt.

Prüfungssprache: Deutsch

Erstablegung: SS 2022, 1. Wdh.: WS 2022/2023

1. Prüfer:

Erdmann Spiecker