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260058 LP Lab-Course: Nanotechnology: Concepts, Methods, Materials (2021W)

7.00 ECTS (4.00 SWS), SPL 26 - Physik
Continuous assessment of course work
ON-SITE
Fr 08.10. 14:00-15:00 Digital

Registration/Deregistration

Note: The time of your registration within the registration period has no effect on the allocation of places (no first come, first served).

Details

max. 8 participants
Language: German

Lecturers

Classes (iCal) - next class is marked with N

Die Vorbesprechung zum Laborpraktikum findet am Freitag, 08.10. um 14:00 Uhr in digitaler Form statt. Bei der Vorbesprechung werden auch Termine (Tage, Uhrzeiten) und Gruppeneinteilungen für die Durchführung des Praktikums fixiert. Das Praktikum selbst wird in hybrider Form abgehalten. Präsenztermine werden unter strikter Einhaltung der 3G Regel, mit FFP2 Maskenpflicht sowie
weiterer Hygiene- und Sicherheitsbestimmungen abgehalten. Das Vermitteln theoretischer Grundlagen wird ebenso wie Diskussionen, Datenanalyse, etc. soweit wie möglich virtuell mittels der Lernplattform Moodle und darin implementierter Videoplattformen durchgeführt.


Information

Aims, contents and method of the course

Das Praktikum liefert einen praxisnahen Querschnitt von Methoden und Materialien aus dem Fachgebiet Nanotechnologie und wird folgende 4 Bereiche umfassen:

1) Röntgenkleinwinkelstreuung, Flüssigkristalle, Polymerstrukturen
Ziel: Untersuchungen zur Struktur weicher Materie auf der nm-Skala mit Hilfe von Röntgenkleinwinkelstreuung. Die Studierenden lernen anhand verschiedener Beispielen Experimente durchzuführen, Messdaten aus 2D-Streuexperimenten zu analysieren und aus den Ergebnissen strukturelle Parameter der untersuchten Materialien zu bestimmen.
Inhalt:
* Verständnis und Bedienung einer Röntgenkleinwinkelkamera.
* Probenvorbereitung und Durchführung von Kalibriermessungen.
* Bestimmung des Phasenübergangs eines lyotropen Flüssigkristalls.
* Untersuchung der amorphen und kristallinen Bereiche einer Polyethylen Probe.
Methode:
Röntgenkleinwinkelstreuung

2) Simulation magnetischer Materialien, Modelle und Anwendung
Ziel: Durchführung und Auswertung numerischer Experimente aus dem Bereich des Mikromagnetismus. Die Studenten lernen magnetische Simulationssoftware und Auswertungsprogramme kennen und simulieren die Magnetisierungsdynamik von magnetische Nanostrukturen.
Inhalt:
* Einführung in moderne Auswertungsprogramme zur Auswertung von zeit- und ortsaufgelösten Simulationsdaten.
* Einführung in die Theorie des Mikromagnetismus
* Numerische Simulation magnetischer Nanostrukturen am eigenen Rechner

3) Transmissions-Elektronenmikroskopie von Nanomaterialien
Ziel: Erwerb von grundlegenden Kenntnissen der Analyse von Nanomaterialien (Graphen, hBN, Au und SiO2 Nanopartikel) mittels Transmissions-Elektronenmikroskopie.
Inhalt:
* Physikalische Grundlagen des Aufbaus von (Raster-)Transmissions-Elektronenmikroskopen
* Entstehung von elektronenmikroskopischen Abbildungen und Beugungsbildern
* Einführung in die digitale Bildverarbeitung
* Quantitative Auswertung der experimentellen Resultate am eigenen Rechner; Datenanalyse durch Vergleich mit theoretischen Modellen

4) Dynamische Mechanische Analyse (DMA) und Thermomechanische Analyse (TMA)
Ziel: Untersuchungen von thermischen und mechanischen Eigenschaften (elastische Konstanten,
Phasenumwandlungstemperaturen, Aktivierungsenergie, thermischer Ausdehnungskoeffizient) verschiedener Materialien.
Inhalt:
*Grundlagen der DMA und TMA Methoden und Geräte
*Messung grundlegender mechanischer und thermischer Materialeigenschaften
*Bestimmung der Aktivierungsenergie, Phasenumwandlungstemperatur und Glasübergangstemperatur
*Quantitative Auswertung der experimentellen Resultate

Assessment and permitted materials

Prüfungsimmanente Lehrveranstaltung.
Beantwortung von Fragen, Mitarbeit während der Durchführung des Experiments, Protokolle.

Minimum requirements and assessment criteria

Mindestanforderung:
- Anwesenheitspflicht
- Verständnis und Beteiligung an der Durchführung der Experimente
- Verpflichtende Abgabe von 4 Protokollen

Für eine positive Beurteilung der Lehrveranstaltung müssen bei jedem Beispiel mindestens 50% der Punkte erreicht werden. Die Abwesenheit von mehr als einer Einheit erfordert einen formell nachvollziehbaren Entschuldigungsgrund.

Die Beurteilung erfolgt nach einem Punktesystem (max. 10 Punkte pro Beispiel erreichbar) und basiert auf
- der Beteiligung bei der Besprechung (Vorbereitung),
- der Beantwortung von Fragen zum Experiment,
- der Mitarbeit und Durchführung der Experimente und
- der Erstellung der Protokolle zu den Experimenten.

Beurteilungsmaßstab:
25% Vorbereitung und Kolloquium zu den Grundlagen
25% Versuchsdurchführung
25% Ausarbeitung des schriftlichen Protokolls
25% Abschlussdiskussion und Protokollbesprechung

Der Notenschlüssel zur Beurteilung ist:
Sehr gut: 100,00% – 87,00%
Gut: 86,99% – 75,00%
Befriedigend: 74,99% – 63,00%
Genügend: 62,99% – 50,00%
Nicht genügend: 49,99% – 0,00%

Examination topics

Vorbereitung mittels Literatur, Durchführung und Diskussion der Experimente, Protokollierung

Reading list

Wird über Moodle-Kurs zur Verfügung gestellt.

Association in the course directory

WLP 5, PIII 5, PIII 6, UF MA PHYS 01a, UF MA PHYS 01b

Last modified: Su 19.09.2021 16:09