Materialien der Elektronik und Energietechnik mit Vertiefung Crystal Growth (M1_CG_WW6)30 ECTS
(englische Bezeichnung: Materials for Electronics and Energy Technology especially Crystal Growth)

Lehrveranstaltungen:

• • Materialien und Bauelemente für die Optoelektronik und Energietechnologie: Grundlagen (WS 2020/2021)
    (Vorlesung, 2 SWS, Christoph J. Brabec)
  • Crystal Growth 1 - Fundamentals of Crystal Growth and Semiconductor Technology (WS 2020/2021)
    (Vorlesung, 2 SWS, Peter Wellmann, jeden Monat am 2. Mo, 14:15 - 15:00, Zoom-Meeting; ab 9.11.2020; https://fau.zoom.us/j/94576058631?pwd=QVBOK0N4cVp3cmM1WHdsdUlkUGY3dz09; Vorbesprechung: 9.11.2020, 14:15 - 15:00 Uhr, Zoom-Meeting)
  • Praktikum Wahlfach Crystal Growth (WS 2020/2021)
    (Praktikum, 3 SWS, Peter Wellmann, Do, 8:00 - 18:00, 3.71; Hinweis: Das Praktikum findet erst im SS2020 statt)
  • Materialien und Bauelemente für die Optoelektronik und Energietechnologie: Anwendung (SS 2021)
    (Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Christoph J. Brabec)
  • Halbleitercharakterisierung (SS 2021)
    (Vorlesung, 2 SWS, Wolfgang Heiß)
  • Exkursionen (SS 2021)
    (Exkursion, Peter Wellmann, bitte Aushänge beachten)
  • Crystal Growth 2 - Electronic Devices & Materials Properties/Processing, Epitaxial Growth (SS 2021)
    (Vorlesung, 2 SWS, Peter Wellmann)
  • Grundlagen der Halbleiterphysik (WS 2020/2021)
    (Vorlesung, 2 SWS, Wolfgang Heiß)
  • Kernfachpraktikum I Werkstoffe der Elektronik und der Energietechnologie (SS 2021)
    (Praktikum, 3 SWS, Miroslaw Batentschuk et al., nach Vereinbarung, Martenstr. 7, LS WW6)
• Wahlvorlesungen

  Aus den optionalen Wahlveranstaltungen können Vorlesungen gewählt werden, die mit 3 ECTS in das Modul eingehen.

  • Leuchtstoffe / Phosphors (SS 2021 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Miroslaw Batentschuk et al.)
  • Crystal Growth 2 - Wide Bandgap Semiconductors (SS 2021 - optional)
    (Vorlesung, 1 SWS)
  • Kolloidale Nanokristalle (SS 2021 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Wolfgang Heiß, Mo, 8:15 - 9:45, 3.71; ab 19.4.2021)
  • Aufbau- und Verbindungstechnik in der Leistungselektronik (WS 2020/2021 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Uwe Scheuermann, Fr, 12:15 - 13:45, Raum n.V.; Ohne Präsenz! Lifestream per Zoom - weitere Infos finden Sie auf StudOn: https://www.studon.fau.de/crs3321647_join.html)

Inhalt:

Materialien und Bauelemente für die Optoelektronik und Energietechnologie: Grundlagen und Anwendungen (Brabec, Matt)

• Grundlagen der Festkörper- und Halbleiterphysik mit Schwerpunkt auf anorganische und organische Halbleitermaterialien

• Grundlagen und Anwendungen der optoelektronischen Bauelemente der erneuerbaren Energietechnologie, mit Schwerpunkt auf Energieerzeuger (Solarzellen), Energiekonverter (z.B. anorganische und organische LEDs), Energiespeicher (Batterien, Brennstoffzelle, Supraleiter)
  

Grundlagen des Kristallwachstums und der Halbleitertechnologie (Wellmann)

• Grundlagen des Kristallwachstums

• Grundlagen der Silizium Halbleitertechnologie (Oxidation, Dotierung mittels Diffusion und Ionenimplantation, Ätzen, Metallisierung, Lithografie Packaging
  

Praktikum Crysatl Growth (Wellmann)

• Czochralski Kristallwachstum von InSb

• Modellierung in der Kristallzüchtung

• Halbleitercharakterisierung
  

Halbleitercharakterisierung (Osvet, Forberich, Matt, Meißner, Batentschuk)

• Physikalische Grundlagen

• Messmethoden (bildgebende Verfahren, Bestimmung der Realstruktur, optische und elektrische Charakterisierung, chemische Analysemethoden
  

Elektronische Bauelemente und Materialfragen (Wellmann)

• Korrelation von Bauelementfunktion (Bipolar-Diode, Bipolar-Transistor, Schottky-Diode, Feldeffekt-Transistor, Leucht- und Laserdiode) mit Materialeigenschaften

• Grundlagen Epitaxie
  

Grundlagen der Halbleiterphysik (Heiss)

• Bindungen und Kristallstruktur

• Bänder, Bandlücken und Bandstruktur

• Ladungsträgerstatistik und Dotierung

• Elektrischer Transport

• Einfache Bauelemente - vom Ohmschen Kontakt zur Diode

• Optische Eigenschaften von Halbleitern

• Elektro-Optische Bauteile
  

Kernfachpraktikum (Batentschuk)

• Transporteigenschaften in Halbleitern

• Optische Eigenschaften von Leuchtstoffen und Halbleitern

• Thermoelektrizität
  

Lernziele und Kompetenzen:

• Die Studierenden verstehen die Zusammenhänge zwischen Herstellungsmethoden von Halbleiter und Isolatoren und deren chemischen und physikalischen Eigenschaften.

• Die Studierenden können ihre Kenntnisse zu physikalischen und chemischen Eigenschaften von Halbleitern und Isolatoren und zu Herstellung der Kristalle für die Analyse auf dem Stand der Technik, für die Evaluierung und Beurteilung der Vorteile der verschiedenen Herstellungsmethoden bzw. für die Entwicklung neuer Technologien im Bereich Bauelemente und erneuerbaren Energietechnologie anwenden.

• Die Studierenden können die Anwendbarkeit von optoelektronischen Bauelementen für diverse Energietechnologien selbständig beurteilen .
  

Literatur:

Wird in den Lehrveranstaltungen angegeben.

Weitere Informationen:

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 Werkstoffe in der Elektrotechnik | 1. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M1) | Materialien der Elektronik und Energietechnik)
2. Nanotechnologie (Master of Science)
   (Po-Vers. 2015w | TechFak | Nanotechnologie (Master of Science) | Gesamtkonto | Kernfachmodul aus MWT, EEI, CBI, Ph, Ch | Kernfachmodul MWT | Materialien der Elektronik und Energietechnik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Materialien der Elektronik und Energietechnik mit Vertiefung Crystal Growth (Prüfungsnummer: 62902)

(englischer Titel: Materials for electronic and energy technology with special crystal growth)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 40, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Alternative Prüfungsform laut Corona-Satzung: Die mündliche Prüfung findet als digitale Fernprüfung per ZOOM statt.

Prüfungssprache: Deutsch

Erstablegung: SS 2021, 1. Wdh.: WS 2021/2022

1. Prüfer:

Christoph J. Brabec

Unbenoteter Schein Materialien der Elektronik und Energietechnik (Prüfungsnummer: 62901)

(englischer Titel: Ungraded Credit: Materials in Electronics and Electrical Engineering)

Studienleistung, Praktikumsleistung, unbenotet

weitere Erläuterungen:
Es besteht Anwesenheitspflicht. 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 im Sekretariat des Lehrstuhls WW6 (R3.66 Martensstr. 7) vorgelegt wurde.

Prüfungssprache: Deutsch und Englisch

Erstablegung: SS 2021, 1. Wdh.: WS 2021/2022

1. Prüfer:

Peter Wellmann