Suchergebnis: Katalogdaten im Herbstsemester 2020

Mikro- und Nanosysteme Master Information
Kernfächer
Energy Conversion and Quantum Phenomena
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
151-0913-00LIntroduction to Photonics Belegung eingeschränkt - Details anzeigen W4 KP2V + 2UR. Quidant
KurzbeschreibungThis course introduces students to the main concepts of optics and photonics. Specifically, we will describe the laws obeyed by optical waves and discuss how to use them to manipulate light.
LernzielPhotonics, the science of light, has become ubiquitous in our lives. Light control and manipulation is what enables us to interact with the screen of our smart devices and exchange large amount of complex information. Photonics has also taken a preponderant importance in cutting-edge science, allowing for instance to image nanospecimens, detect diseases or sense very tiny forces. The aim of this course is to provide the fundamentals of photonics, establishing a solid basis to more specialized courses. The course will also highlight how these concepts are applied in current research as well as in our everyday life. Content has been designed to be approachable by students from a diverse set of science and engineering backgrounds.
InhaltI- BASICS OF WAVE THEORY
1) General concepts
2) Differential wave Equation
3) Complex formalism
4) Phase
5) Plane waves, spherical waves

II- ELECTROMAGNETIC WAVES
1) Maxwell equations
2) Dielectric function
3) Polarisation
4) Polarisation control

III- PROPAGATION OF LIGHT
1) Waves at an interface
2) Dispersion diagram
3) The Fresnel equations
4) Total internal reflection
5) Evanescent waves

IV- INTERFERENCES
1) Interferences
2) Temporal and spatial coherence
3) Diffraction gratings
4) Multi-wave interference
5) Introduction to holography and its applications

V- LIGHT MANIPULATION
1) Optical waveguide
2) Optical cavity
3) Photonic crystals
4) Metamaterials and metasurfaces

VI- INTRODUCTION TO OPTICAL MICROSCOPY
1) Light focusing
2) Direct and Fourier imaging
3) Fluorescence microscopy
4) Nonlinear microscopy
5) Interferential Scattering microscopy
SkriptClass notes and handouts
LiteraturOptics (Hecht) - Pearson
Voraussetzungen / BesonderesPhysics I, Physics II
402-0595-00LSemiconductor NanostructuresW+6 KP2V + 1UT. M. Ihn
KurzbeschreibungDer Kurs umfasst die Grundlagen der Halbleiternanostrukturen, z.B. Materialherstellung, Bandstrukturen, 'bandgap engineering' und Dotierung, Feldeffekttransistoren. Aufbauend auf zweidimensionalen Elektronengasen wird dann der Quantenhalleffekt besprochen, sowie die Physik der gängigen Halbleiternanostrukturen, d.h. Quantenpunktkontakte, Aharonov-Bohm Ringe und Quantendots, behandelt.
LernzielZiel der Vorlesung ist das Verständnis von vier Schlüsselphänomenen des Elektronentransports in Halbleiter-Nanostrukturen. Dazu zählen
1. der ganzzahlige Quantenhalleffekt
2. die Quantisierung des Leitwerts in Quantenpunktkontakten
3. der Aharonov-Bohm Effekt
4. der Coulomb-Blockade Effekt in Quantendots
Inhalt1. Einführung und Überblick
2. Halbleiterkristalle: Herstellung und Bandstrukturen
3. k.p-Theorie, Elektronendynamik in der Näherung der effektiven Masse
4. Envelope Funktionen, Näherung der effektiven Masse, Heterostrukturen und 'band engineering'
5. Herstellung von Nanostrukturen
6. Elektrostatik und Quantenmechanik von Halbleiternanostrukturen
7. Heterostrukturen und zweidimensionale Elektronengase
8. Drude Transport
9. Elektronentransport in Quantenpunktkontakten; Landauer-Büttiker Beschreibung
10. Ballistische Transportexperimente
11. Interferenzeffekte in Aharonov-Bohm Ringen
12. Elektron im Magnetfeld, Shubnikov-de Haas Effekt
13. Ganzzahliger Quantenhalleffekt
14. Quantendots, Coulombblockade
SkriptT. Ihn, Semiconductor Nanostructures, Quantum States and Electronic Transport, Oxford University Press, 2010.
LiteraturNeben dem Vorlesungsskript können folgende Bücher empfohlen werden:
1. J. H. Davies: The Physics of Low-Dimensional Semiconductors, Cambridge University Press (1998)
2. S. Datta: Electronic Transport in Mesoscopic Systems, Cambridge University Press (1997)
3. D. Ferry: Transport in Nanostructures, Cambridge University Press (1997)
4. T. M. Heinzel: Mesoscopic Electronics in Solid State Nanostructures: an Introduction, Wiley-VCH (2003)
5. Beenakker, van Houten: Quantum Transport in Semiconductor Nanostructures, in: Semiconductor Heterostructures and Nanostructures, Academic Press (1991)
6. Y. Imry: Introduction to Mesoscopic Physics, Oxford University Press (1997)
Voraussetzungen / BesonderesDie Vorlesung richtet sich an alle Physikstudierenden nach dem Bachelorabschluss. Grundlagen in der Festkörperphysik sind erforderlich, ambitionierte Studierende im fünften Semester können der Vorlesung aber auch folgen. Die Vorlesung eignet sich auch für das Doktoratsstudium. Der Kurs wird auf Englisch gehalten.
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