260067 VO Scattering, Microscopy and Spectroscopy (2024S)

Mikroskopie und verschiedene Arten der Spektroskopie sind unentbehrliche Werkzeuge für die Materialphysik, Chemie und Biologie, und ihre Beherrschung ist für weite Bereiche der Forschung unerlässlich. Insbesondere die Elektronenmikroskopie hat sich zu einer der vielseitigsten Techniken für die Materialwissenschaft entwickelt.

Um diese Techniken zu verstehen, wird der Kurs eine einheitliche Beschreibung der Streuung sowohl von Licht als auch von Teilchen und insbesondere von Elektronen, die in der Elektronenmikroskopie verwendet werden, vermitteln. Für die Elektronenmikroskopie werden die physikalischen Konzepte des Welle-Teilchen-Dualismus, die Bildentstehung bis hin zur atomaren Auflösung sowie die Wechselwirkung solcher Strahlung mit Materie erläutert.

Ergänzend zur Mikroskopie sind vielfältige spektroskopische Techniken in der Materialwissenschaft üblich. Neben der Elektronenspektroskopie einschließlich der Rastertunnelspektroskopie nutzen die meisten von ihnen elektromagnetische Strahlung als Sonde. Der Kurs führt in die physikalischen Grundlagen ihrer Wechselwirkung mit der Materie ein, neben nützlichen praktischen Überlegungen zur Messung und Analyse.

Der Kurs setzt Grundkenntnisse in Optik, Elektromagnetismus und Elektrodynamik (Experimentelle und Theoretische Physik II), Quantenmechanik (Experimentelle und Theoretische Physik III) und Physik der kondensierten Materie (Experimentelle Physik IV) voraus.

Die Module WPF 4 "Advanced Materials" und WPF 5 "Nanotechnologie" bzw. das Laborpraktikum WLP4 im Bachelorstudium Physik vermitteln ergänzende Kenntnisse und Fähigkeiten.