Suchergebnis: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2021

Maschineningenieurwissenschaften Bachelor Information
6. Semester
Fokus-Vertiefung
Mikrosysteme und Nanotechnologie
Fokus-Koordinator: Prof. Christofer Hierold
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
151-0643-00LStudies on Micro and Nano Systems
Dieser Kurs steht für Austauschstudierende nicht zur Verfügung.
W+5 KP11ABetreuer/innen
KurzbeschreibungThe students get familiarized with the challenges of the fascinating and interdisciplinary field of Micro- and Nanosystems. They are introduced to the basics of independent non-experimental scientific research and are able to summarize and to present the results efficiently.
LernzielThe students get familiarized with the challenges of the fascinating and interdisciplinary field of Micro- and Nanosystems. They are introduced to the basics of independent non-experimental scientific research and are able to summarize and to present the results efficiently.
InhaltStudents work independently on a study of selected topics in the field of Micro- and Nanosystems. They start with a selection of scientific papers, and continue with an independent iterature research. The results (e.g. state-of-the-art, methods) are evaluated with respect to predefined criteria. Then the results are presented in an oral presentation and summarized in a report, which takes the discussion of the presentation into account.
LiteraturLiterature will be provided
151-0060-00LThermodynamics and Transport Phenomena in NanotechnologyW4 KP2V + 2UT. Schutzius, D. Taylor
KurzbeschreibungThe lecture deals with thermodynamics and transport phenomena in nano- and microscale systems. Typical areas of applications are microelectronics manufacturing and cooling, manufacturing of novel materials and coatings, surface technologies, wetting phenomena and related technologies, and micro- and nanosystems and devices.
LernzielThe student will acquire fundamental knowledge of interfacial and micro-nanoscale thermofluidics including electric field and light interaction with surfaces. Furthermore, the student will be exposed to a host of applications ranging from superhydrophobic surfaces and microelectronics cooling to solar energy, all of which will be discussed in the context of the course. The student will also judge state-of-the-art scientific research in these areas.
InhaltThermodynamic aspects of intermolecular forces; Interfacial phenomena; Surface tension; Wettability and contact angle; Wettability of Micro/Nanoscale textured surfaces: superhydrophobicity and superhydrophilicity.

Physics of micro- and nanofluidics as well as heat and mass transport phenomena at the nanoscale.

Scientific communication and exposure to state-of-the-art scientific research in the areas of Nanotechnology and the Water-Energy Nexus.
Skriptyes
151-0172-00LMicrosystems II: Devices and Applications Information W6 KP3V + 3UC. Hierold, C. I. Roman
KurzbeschreibungThe students are introduced to the fundamentals and physics of microelectronic devices as well as to microsystems in general (MEMS). They will be able to apply this knowledge for system research and development and to assess and apply principles, concepts and methods from a broad range of technical and scientific disciplines for innovative products.
LernzielThe students are introduced to the fundamentals and physics of microelectronic devices as well as to microsystems in general (MEMS), basic electronic circuits for sensors, RF-MEMS, chemical microsystems, BioMEMS and microfluidics, magnetic sensors and optical devices, and in particular to the concepts of Nanosystems (focus on carbon nanotubes), based on the respective state-of-research in the field. They will be able to apply this knowledge for system research and development and to assess and apply principles, concepts and methods from a broad range of technical and scientific disciplines for innovative products.

During the weekly 3 hour module on Mondays dedicated to Übungen the students will learn the basics of Comsol Multiphysics and utilize this software to simulate MEMS devices to understand their operation more deeply and optimize their designs.
InhaltTransducer fundamentals and test structures
Pressure sensors and accelerometers
Resonators and gyroscopes
RF MEMS
Acoustic transducers and energy harvesters
Thermal transducers and energy harvesters
Optical and magnetic transducers
Chemical sensors and biosensors, microfluidics and bioMEMS
Nanosystem concepts
Basic electronic circuits for sensors and microsystems
SkriptHandouts (on-line)
151-0516-00LNicht-glatte Dynamik
Diese Lerneinheit wird zum letzten Mal im FS21 angeboten.
W5 KP5GC. Glocker
KurzbeschreibungUngleichungsprobleme in der Dynamik, speziell Reib- und Stoßprobleme mit Geschwindigkeits- und Beschleunigungssprüngen. Modellierung von einseitigen Kontakten, Reibung, Freiläufen, vorgespannten Federn. Formulierung über mengenwertige Funktionen als lineare Komplementaritätsprobleme. Numerische Zeitintegration des kombinierten Reib-Stoss-Kontaktproblems.
LernzielDie Vorlesung vermittelt den Studierenden einen Einstieg in die moderne Behandlung von Ungleichungsproblemen in der Dynamik. Der Vorlesungsstoff ist speziell auf reibungsbehaftete Kontakte in der Mechanik zugeschnitten, läßt sich aber strukturell auf eine große Klasse von Ungleichungsproblemen in den technischen Wissenschaften übertragen. Ziel der Veranstaltung ist es, die Studierenden mit einer konsistenten Erweiterung der klassischen Mechanik auf Systeme mit Unstetigkeiten vertraut zu machen, und den Umgang mit Ungleichungen in der Form von mengenwertigen Stoffgesetzen zu erlernen.
Inhalt1. Kinematik: Drehung, Geschwindigkeit, Beschleunigung, virtuelle Verschiebung.
2. Aufbau der Mechanik: Definition der Kraft, virtuelle Arbeit, innere und äussere Kräfte, Wechselwirkungsprinzip, Erstarrungsprinzip, mathematische Form des Freischneidens, Definition der idealen Bindung.
3. Starre Körper: Variationelle Form der Gleichgewichtsbedingungen, Systeme starrer Körper, Übergang auf Minimalkoordinaten.
4. Einfache generalisierte Kräfte: Generalisierte Kraftrichtungen, Kinematik der Kraftelemente, Kraftgesetze, Parallel- und Reihenschaltung.
5. Darstellung mengenwertiger Kraftgesetze: Normalkegel, proximale Punkte, exakte Regularisierung. Anwendung auf einseitige Kontakte und Coulomb-Reibgesetze.
6. Stossfreie und stossbehaftete Bewegung: Bewegungsgleichung, Stossgleichung, Newton-Stossgesetze, Diskussion von Mehrfachstössen, Kane's Paradoxon.
7. Numerische Behandlung: Lineares Komplementaritätsproblem (LCP), Zeitdiskretisierung nach Moreau, Kontaktproblem in lokalen Koordinaten als LCP.
SkriptEs gibt kein Vorlesungsskript. Den Studierenden wird empfohlen, eine eigene Mitschrift der Vorlesung anzufertigen. Ein Katalog mit Übungsaufgaben und den zugehörigen Musterlösungen wird ausgegeben.
Voraussetzungen / BesonderesKinematik und Statik & Dynamics
151-0540-00LExperimentelle MechanikW4 KP2V + 1UJ. Dual, T. Brack
Kurzbeschreibung1. Allgemeines: Messkette, Frequenzgang, Schwingungen und Wellen in kontinuierlichen Systemen, Modalanalyse, Statistik, Digitale Signalanalyse, Phasenregelkreis 2. Optische Methoden 3. Piezoelektrizität 4. Elektromagnetische Erzeugung und Messung von Schwingungen und Wellen 5. Kapazitive Messaufnehmer
LernzielVerständnis, quantitative Modellierung und praktische Anwendung von experimentellen Methoden zur Erzeugung und Messung von mechanischen Grössen (Bewegung, Deformation, Spannungen)
Inhalt1. Allgemeines: Messkette, Frequenzgang, Frequenzgangmessung, Schwingungen und Wellen in kontinuierlichen Systemen, Modalanalyse, Statistik, Digitale Signalanalyse, Phasenregelkreis 2. Optische Methoden (Akustooptische Modulation, Interferometrie, Holographie, Spannungsoptik, Schattenoptik, Moiré Methoden) 3. Piezoelektrische Materialien: Grundgleichungen, Anwendungen Beschleunigungsaufnehmer, Verschiebungsmessung) 4. Elektromagnetische Erzeugung und Messung von Schwingungen und Wellen 5. Kapazitive Messaufnehmer, Praktika und Uebungen
Skriptja
Voraussetzungen / BesonderesVoraussetzungen: Mechanik I bis III, Physik, Elektrotechnik
151-0622-00LMeasuring on the Nanometer ScaleW2 KP2GA. Stemmer
KurzbeschreibungIntroduction to theory and practical application of measuring techniques suitable for the nano domain.
LernzielIntroduction to theory and practical application of measuring techniques suitable for the nano domain.
InhaltConventional techniques to analyze nano structures using photons and electrons: light microscopy with dark field and differential interference contrast; scanning electron microscopy, transmission electron microscopy. Interferometric and other techniques to measure distances. Optical traps. Foundations of scanning probe microscopy: tunneling, atomic force, optical near-field. Interactions between specimen and probe. Current trends, including spectroscopy of material parameters.
SkriptSlides and recordings available via Moodle (registered participants only).
151-0630-00LNanorobotics Information W4 KP2V + 1US. Pané Vidal
KurzbeschreibungNanorobotics is an interdisciplinary field that includes topics from nanotechnology and robotics. The aim of this course is to expose students to the fundamental and essential aspects of this emerging field.
LernzielThe aim of this course is to expose students to the fundamental and essential aspects of this emerging field. These topics include basic principles of nanorobotics, building parts for nanorobotic systems, powering and locomotion of nanorobots, manipulation, assembly and sensing using nanorobots, molecular motors, and nanorobotics for nanomedicine.
151-0966-00LIntroduction to Quantum Mechanics for EngineersW4 KP2V + 2UD. J. Norris
KurzbeschreibungThis course provides fundamental knowledge in the principles of quantum mechanics and connects it to applications in engineering.
LernzielTo work effectively in many areas of modern engineering, such as renewable energy and nanotechnology, students must possess a basic understanding of quantum mechanics. The aim of this course is to provide this knowledge while making connections to applications of relevancy to engineers. After completing this course, students will understand the basic postulates of quantum mechanics and be able to apply mathematical methods for solving various problems including atoms, molecules, and solids. Additional examples from engineering disciplines will also be integrated.
InhaltFundamentals of Quantum Mechanics
- Historical Perspective
- Schrödinger Equation
- Postulates of Quantum Mechanics
- Operators
- Harmonic Oscillator
- Hydrogen atom
- Multielectron Atoms
- Crystalline Systems
- Spectroscopy
- Approximation Methods
- Applications in Engineering
SkriptClass Notes and Handouts
LiteraturText: David J. Griffiths and Darrell F. Schroeter, Introduction to Quantum Mechanics, 3rd Edition, Cambridge University Press.
Voraussetzungen / BesonderesAnalysis III, Mechanics III, Physics I, Linear Algebra II
151-0135-00LErgänzendes Projekt für die Fokus-Vertiefung Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Nur für D-MAVT Bachelor-Studierende der Fokusvertiefung.
Für die Belegung der Lerneinheit kontaktieren Sie bitte die D-MAVT Studienadministration.
W1 KP2AProfessor/innen
KurzbeschreibungSelbständige Einarbeitung in ein umgrenztes Teilgebiet der gewählten Fokus-Vertiefung
LernzielSelbständige Einarbeitung in ein umgrenztes Teilgebiet der gewählten Fokus-Vertiefung
  •  Seite  1  von  1