Festkörpertechnologien

Nummer

fkte

ECTS

3.0

Anspruchsniveau

intermediate

Inhaltsübersicht

In unserer modernen Gesellschaft sind Bauteile wie Transistoren, Halbleiterlaser, LEDs, Photodioden oder Solarzellen ein wichtiger Bestandteil vieler Ingenieurberufe. Im Modul Festkörpertechnologien (fkte) werden die Studierenden in die Funktionsweise und die Eigenschaften dieser Bauteile aus der Sicht der Physik eingeführt. Das Modul ist in zwei Teile aufgeteilt: Grundlagen der Festkörperphysik

Einführung in die Grundlagen der Quantenphysik (als Gegensatz zur klassischen Physik).
Beschreibung von Halbleitern, Metallen und Isolatoren mit Hilfe des Bändermodells und der Kristallstruktur

Funktionsweise und Eigenschaften von Halbleiterbauteilen

Einführung in die wichtigsten Halbleiterbauteile: Dioden und Transistoren, LEDS und Laserdioden, Solarzellen und Photodioden
Laborübungen: Charakterisierung der wichtigsten Kennwerte von Lasern und anderer Halbleiterbauteile

Lernziele

Die Studierenden

Kennen die wichtigsten Konzepte der Quantenphysik und erkennen die grundlegenden Unterschiede zur klassischen Physik.
Können aufgrund der Kristall- und Bandstruktur Materialien in Halbleiter, Metalle und Isolatoren einteilen, sowie die elektrischen Eigenschaften von Materialien beschreiben.
Können schematisch Banddiagramme von Halbleitern mit und ohne elektrische Spannung zeichnen und anhand von Diagrammen den Stromfluss im Halbleiter qualitativ beschreiben.
Kennen die fundamentalen Kennwerte von Lasern sowie der wichtigsten Halbleiterbauelemente und können mit diesen einfache Berechnungen durchführen.
Sind in der Lage, die behandelten Bauelemente zu betreiben und ihre fundamentalen Kennwerte bei verschiedener Betriebsbedingungen zu messen.
Können elektrische und optische Eigenschaften von Bauelementen mit Hilfe des Bändermodells erklären.

Empfohlene Vorkenntnisse

Mechanik (mech, mechM)
Wärme und Strahlung (wus)
Analysis 1 (an1)

Leistungsbewertung

Erfahrungsnote

Zusatzinformationen

Das Modul kann in Englisch oder Deutsch gehalten werden. Dies wird zu Semesterbeginn mit der Klasse abgesprochen. Die Unterlagen sind in Englisch verfasst. Prüfungen werden nicht durchgeführt. Die Beurteilung aufgrund von Kurzberichten, welche als Lückentext ausgefüllt werden müssen.