Kurs- und Modulkatalog Nanotechnologie 2013/14 - LNQE - Leibniz ...

Studienjahr 2013/14 Kurs- und Modulkatalog Nanotechnologie 

Kurs- und Modulkatalog 

Studienführer für den Studiengang 

Nanotechnologie 

mit den Abschlüssen 

Bachelor of Science 

Master of Science 

Studienjahr 2013/14 - PO 2013

Kurs- und Modulkatalog 

für den 

Bachelor- und Masterstudiengang 


der Fakultäten für 

Elektrotechnik und Informatik 

Maschinenbau 

Mathematik und Physik 

und der 

Naturwissenschaftlichen Fakultät 

der 

Leibniz Universität Hannover 

- Prüfungsordnung 2013 -

01.10.2013 

Impressum 

Herausgeber 

Fakultät für Mathematik und Physik der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover 

Prof. Dr. Christine Bessenrodt 

Bearbeitet von: Dr. A. Rull 

Adresse: Welfengarten 1, D-30167 Hannover 

Telefon: +49 (0)511 / 762 - 4466 

Fax: +49 (0)511 / 762 - 5819 

E-Mail: studienbuero@maphy.uni-hannover.de 

Online unter: 

http://www.lnqe.uni-hannover.de/study_nano_master_modulkatalog.html 

Seite 2


Inhaltsverzeichnis 

Inhaltsverzeichnis ........................................................................................................................................................................ 3 

Einleitung ..................................................................................................................................................................................... 4 

Teil A: Bachelorstudium ............................................................................................................................................................... 5 

Allgemeines ................................................................................................................................................................................. 5 

Grundlagenstudium (109 LP) ................................................................................................................................................... 5 

Vertiefungsstudium (32 LP) ...................................................................................................................................................... 7 

Schlüsselkompetenzen (11 LP) ................................................................................................................................................ 8 

Fachpraktikum (12 Wochen, 15 LP) ......................................................................................................................................... 8 

Fachexkursionen (3 Tage, 1 LP) .............................................................................................................................................. 8 

Bachelorarbeit (360 Stunden, 12 LP) ....................................................................................................................................... 8 

Studienverlauf .......................................................................................................................................................................... 8 

Teil B: Masterstudium ................................................................................................................................................................ 10 

Allgemeines ............................................................................................................................................................................ 10 

Grundlagenkurse .................................................................................................................................................................... 10 

Wahlkompetenzfelder (35-39 LP) ........................................................................................................................................... 10 

Wahlkurse (20-24 LP) ............................................................................................................................................................ 10 

Studium Generale (6 LP) ........................................................................................................................................................ 10 

Labore (360 Stunden, 12 LP) ................................................................................................................................................. 10 

Masterarbeit (6 Monate, 30 LP) .............................................................................................................................................. 10 

Pflicht-Kompetenzfeld: Methoden der Nanotechnologie (13 LP) ............................................................................................... 11 

Wahl-Kompetenzfeld 1: Chemie (12 LP) .................................................................................................................................... 11 

Wahl-Kompetenzfeld 2: Chemie der Nanowerkstoffe (11 LP) .................................................................................................... 11 

Wahl-Kompetenzfeld 3: Lasertechnik/Photonik (13 LP) ............................................................................................................. 11 

Wahl-Kompetenzfeld 4: Materialphysik (13 LP) ......................................................................................................................... 11 

Wahl-Kompetenzfeld 5: Mikro- und Nanoelektronik (12 LP) ...................................................................................................... 12 

Wahl-Kompetenzfeld 6: Mikroproduktionstechnik (12 LP) ......................................................................................................... 12 

Wahl-Kompetenzfeld 7: Biomedizintechnik (12 LP) ................................................................................................................... 12 

Wahlbereich Chemie ................................................................................................................................................................. 13 

Wahlbereich Elektrotechnik ....................................................................................................................................................... 13 

Wahlbereich Physik ................................................................................................................................................................... 14 

Wahlbereich Maschinenbau ....................................................................................................................................................... 14 

Laborpraktika ............................................................................................................................................................................. 15 

Teil C: Verzeichnis der Kursbeschreibungen ............................................................................................................................. 16 

Bachelorstudium .................................................................................................................................................................... 18 

Masterstudium ........................................................................................................................................................................ 58 

Seite 3


Einleitung 

Liebe Studierende, 

vor Ihnen liegt der Kurs- und Modulkatalog für die Studiengänge Bachelor of 

Science und Master of Science Nanotechnologie. Dieser Studiengang ist von den 

Fakultäten für Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik, Mathematik und 

Physik und von der Naturwissenschaftlichen Fakultät in Zusammenarbeit mit dem 

Laboratorium für Nano- und Quantenengineering (LNQE) eingerichtet, um den 

Bereich der Nanotechnologie in Forschung und Lehre am Standort Hannover zu 

stärken und weiter auszubauen. 

Durch die Verknüpfung der Disziplinen Chemie, Elektrotechnik und Informatik, 

Maschinenbau, Mathematik und Physik qualifiziert Sie dieser Studiengang besonders 

im hochinterdisziplinären Fachgebiet der Nanotechnologie und bereitet 

Sie auf eine Tätigkeit im Umfeld der Schlüsseltechnologie „Nanotechnologie“ des 

21. Jahrhunderts vor. 

Bei Bedarf finden Sie Unterstützung zu Studienfragen bei erfahrenen Studierenden 

oder den wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in den Instituten. 

Scheuen Sie sich nicht, diese Möglichkeiten in Anspruch zu nehmen. 

Viel Erfolg in Ihrem Studium wünscht 

Prof. Dr. Christine Bessenrodt 

Studiendekanin der Fakultät für Mathematik und Physik 

Seite 4

01.10.2013 Teil A: Bachelorstudium 

Teil A: Bachelorstudium 

Bitte beachten Sie, dass alle Angaben sich auf die neue Prüfungsordnung 2013 beziehen. Für 

Studierende, die vor SoSe 2012 das Studium begonnen haben, gilt die Prüfungsordnung 2010. Für 

Studierende, die ab Wintersemester 2012/13 das Studium begonnen haben, gilt diese PO 2013. 

Allgemeines 

Die Regelstudienzeit des Bachelorstudiengangs „Nanotechnologie“ beträgt sechs Semester. Die Ausbildung 

setzt sich zum einen aus Vorlesungen und Übungen zusammen. Darin werden Grundlagen und 

vertiefende Kenntnisse aus verschiedenen Studienschwerpunkten gelehrt. Zum anderen erfolgt die 

praktische Ausbildung durch 12 Wochen berufspraktische Tätigkeiten und Fachexkursionen, Laborpraktika 

sowie die Bachelorarbeit als Abschlussarbeit. Insgesamt sind 180 Leistungspunkte (LP) zu erreichen, 

welche sich wie folgt auf die einzelnen Leistungen aufteilen: 

Grundlagenkurse 

Vertiefungsstudium (2 Vertiefungsfächer) 

Schlüsselkompetenzen 

Fachpraktikum (12 Wochen) 

Fachexkursionen (3 Tage) 

Bachelorarbeit 

109 LP 

32 LP 

11 LP 

15 LP 

1 LP 

12 LP 

Grundlagenstudium (109 LP) 

Im Grundlagenstudium werden hauptsächlich in den ersten drei Semestern technische, mathematische 

und naturwissenschaftliche Kenntnisse vermittelt. 

Kompetenzfeld: Einführung in die Nanotechnologie (4 LP) 

Einführung in die Nanotechnologie 

Caro/Osten/ 

Rissing/Pfnür 

WS 

4 LP 

Kompetenzfeld: Chemie (16 LP) 

Einführung in die Allgemeine und Anorganische Chemie 

Binnewies, 

Renz 

WS 

10 LP 

Physikalische Chemie I 

Imbihl/ 

Caro 

SS 

6 LP 

Kompetenzfeld: Elektrotechnik und Informatik (21 LP) 

Grundlagen der Elektrotechnik I 

Zimmermann/ 

Garbe 

WS 

6 LP 

Grundlagen der Elektrotechnik II 

Zimmermann/ 

Garbe 

SS 

8 LP 

Grundpraktikum Elektrotechnik 

Dierker 

SS 

und WS 

4 LP 

Informationstechnisches Praktikum Niemann WS 3 LP 

Seite 5


Kompetenzfeld: Maschinenbau (16 LP) 

Mikro- und Nanotechnologie Rissing WS 4 LP 

Technische Mechanik für Maschinenbau I 

Wallaschek/ 

Wriggers 

WS 

6 LP 

Technische Mechanik für Maschinenbau II 

Wallaschek/ 

Wriggers 

SS 

6 LP 

Kompetenzfeld: Mathematik (26 LP) 

Mathematik für Ingenieure I 

Frühbis-Krüger/ 

WS 9 LP 

Mathematik für Ingenieure II 

Lehrende der Mathematik 

SS 9 LP 

Mathematik für Ingenieure III 

WS 4 LP 

Attia 

Mathematik für Ingenieure IV SS 4 LP 

Kompetenzfeld: Physik (26 LP) 

Physik I – Mechanik und Relativität WS 6 LP 

Physik II – Elektrizität 

Dozenten 

der Physik 

SS 

8 LP 

Physik III – Optik, Atomphysik, 

Quantenphänomene 

WS 

8 LP 

Grundpraktikum Physik Scholz SS 4 LP 

Seite 6


Vertiefungsstudium (32 LP) 

Im Vertiefungsstudium erfolgt eine fachliche Spezialisierung der erlernten Grundlagen in zwei von den 

Kompetenzfeldern Chemie, Elektrotechnik und Informatik, Maschinenbau und Physik, d.h. die Studierenden 

wählen zwei Kompetenzfelder nach ihren Wünschen aus und gestalten so ihren Stundenplan. Es 

muss ein ingenieurwissenschaftliches (Elektrotechnik oder Maschinenbau) und ein naturwissenschaftliches 

(Chemie oder Physik) Kompetenzfeld gewählt werden. Formal legt man die Wahl des Kompetenzfeldes 

durch die Anmeldung zur ersten Prüfung fest. Bitte beachten Sie das bei der Prüfungsanmeldung. 

Im Kompetenzfeld Chemie zählt die Note der mündlichen Prüfung im Modul „Anorganische Chemie 1“ 

für das ganze Kompetenzfeld, also für 16 LP, da die anderen beiden Module unbenotet sind. In allen 

anderen Kompetenzfeldern setzt sich die Note als (mit LP) gewichtetes Mittel aus den Modulen zusammen. 

Kompetenzfeld: Chemie (16LP) 

Instrumentelle Methoden 1 Behrens WS 6 LP 

Anorganische Chemie 1 

Behrens, 

Schneider 

SS 

6 LP 

Technische Chemie 1 

Bellgardt/ 

Scheper 

SS 

4 LP 

Kompetenzfeld: Elektrotechnik und Informatik (16LP) 

Grundlagen der Materialwissenschaften Osten SS 4 LP 

Regelungstechnik I Reithmeier SS 4 LP 

Grundlagen der Halbleiterbauelemente Osten WS 4 LP 

Sensorik und Nanosensoren Zimmermann WS 4 LP 

Kompetenzfeld: Maschinenbau (16 LP) 

Regelungstechnik I Reithmeier SS 4 LP 

Mikro- und Nanosysteme Rissing SS 4 LP 

Werkstoffkunde 

Bach 

WS und 

SS 

8 LP 

Kompetenzfeld: Physik (16 LP) 

Einführung in die Festkörperphysik Dozenten der Physik WS 8 LP 

Elektronik und Messtechnik 

Block 

WS und 

SS 

8 LP 

Seite 7


Schlüsselkompetenzen (11 LP) 

Das Modul Schlüsselkompetenzen besteht aus 

 

 

Seminar Nanotechnologie (WiSe) (3 LP) und 

Wahlbereich (8 LP) aus folgenden Veranstaltungen: 

Gewerblicher Rechtsschutz Metzger SS 4 LP 

Qualitätsmanagement Denkena SS 4 LP 

Technisches Englisch Traynor SS 2 LP 

Einführung in das Recht für Ingenieure Kurtz WS 4 LP 

Innovationsmanagement für Ingenieure Fricke WS 3 LP 

Technikrecht 1 Kurtz WS&SS 4LP 

Betriebsführung 

Tutorien des Maschinenbau 

Angebote des Zentrum für Schlüsselkompetenzen 

Starting Business Angebote 

Nyhuis/ 

SS 3LP 

Schmidt 

s. Veranstaltungsinformationen 



Fachpraktikum (12 Wochen, 15 LP) 

Um eine praxisnahe Ausbildung im Fach Nanotechnologie zu bieten, wird eine berufspraktische Tätigkeit 

gefordert. Dieses Praktikum wird in Industriebetrieben durchgeführt und vermittelt den Studierenden 

so den Zusammenhang zwischen der universitären Ausbildung und der praktischen Tätigkeit. Die Anerkennung 

des Praktikums erfolgt durch das Praktikumsamt. 

Fachexkursionen (3 Tage, 1 LP) 

Fachexkursionen zu Firmen oder Forschungseinrichtungen in einem Umfang von drei Tagen. 

Bachelorarbeit (360 Stunden, 12 LP) 

Den Abschluss des Studiums bildet die Bachelorarbeit. Dabei beträgt die Bearbeitungszeit 360 Stunden, 

also ca. 9 Wochen Vollzeit. Die Arbeit kann allerdings studienbegleitend geschrieben werden, daher 

ist der Bearbeitungszeitraum auf sechs Monate festgelegt worden. Zusätzlich zu der schriftlichen 

Ausarbeitung gehört zu der Bachelorarbeit auch ein Vortrag, der zu einem Drittel in die Note einfließt. 

Um zur Bachelorarbeit zugelassen zu werden müssen bereits 120 LP des Bachelorstudiums erbracht 

sein. Die Anmeldung zur Bachelorarbeit erfolgt über ein Formular im Prüfungsamt. 

Studienverlauf 

Auf der nächsten Seite finden Sie einen Studienverlaufsplan. Dieser zeigt beispielhaft, wie das Studium 

aussehen kann. Die ersten drei Semester sind relativ fest, danach kommt der flexible zweite Teil des 

Studiums, in dem Sie die Veranstaltungen selbständig planen. Bitte beachten Sie zur Orientierung, dass 

der Aufwand durchschnittlich 30 LP pro Semester betragen sollte. 

Seite 8


Bachelorstudium Nanotechnologie (PO 2013) 

1. Semester 2. Semester 3. Semester 4. Semester 5. Semester 6. Semester LP 

Grundlagenbereich 

Vertiefungsbereich (Auswahl) 


Elektrotechnik 

und Informatik 

Maschinenbau 

Mathematik 

Physik 

Chemie 

Einf. Nano 

WK Chemie 

WK Physik 

WK ET 

WK MB 


Grundlagen 

der ET I 

(für ET) 

6LP 

Technische 

Mechanik I 

(für MB) 

6 LP 

Mathematik 

für Ing. I 

9LP 

Physik I - 

Mechanik und 

Relativität 

6LP 

Einführung in 

die Nanotech. 

4LP 

Grundlagen der 

ET II (für ET) 

8LP 

Technische 

Mechanik II 

(für MB) 

6 LP 

Mathematik für 

Ing. II 

9LP 

Physik II - 

Elektrizität 

8LP 

Grundpraktikum ET 

4 LP 

Mikro- und 

Nanotechnol. 

4LP 

Mathematik für 

Ing. III 

4 LP 

Physik III - 

Optik, Atomphysik, 

Quantenphän. 

8LP 


die Allgemeine 

und Anorg. 

Chemie 

10LP 

Mathematik 

für Ing. IV 

4LP 

Grundpraktikum 

Physik 

4 LP 

Physikalische 

Chemie I 

6 LP 

Anorganische 

Chemie 1 

6 LP 

Informationstechnisches 

Praktikum 

3 LP 

Instrumentelle 

Methoden 1 

6LP 

Elektronik und Messtechnik 8LP 


der Materialwissenschaften 

4 LP 

Regelungstechnik 

I 

4LP 

Mikro und 

Nanosysteme 

4LP 

Werkstoffkunde A und B und Prakt. 

8LP 


FKP 8LP 


der Halbleiterbauelemen 

te 4 LP 

Sensorik und 

Nanosensoren 

4LP 

Technische 

Chemie 1 

4LP 

Regelungstechnik 

I 

4LP 

Seminar 


3LP 11 

Auswahl aus Veranstaltungen auf Seite 8 

im Umfang von 8 LP 

Fachpraktikum Fachpraktikum 15 LP 15 

Fachexkursion Fachexkursion 1LP 1 

21 

16 

26 

26 

16 

4 

16 

16 

16 

16 


LP 31 33 28 


12 LP 

Nach individueller Planung unterschiedlich 

(ca. 30 LP pro Semester) 

12 

180 

Seite 9

01.10.2013 Teil B: Masterstudium 

Teil B: Masterstudium 

Allgemeines 

Die Regelstudiendauer des Masterstudiengangs Nanotechnologie beträgt vier Semester, wovon ein 

Semester auf die Masterarbeit entfällt. Insgesamt sind 120 Leistungspunkte (LP) zu erreichen, welche 

sich wie folgt aufteilen: 

Pflicht-Kompetenzfeld „Methoden der Nanotechnologie“ 

13 LP 

3 Wahlkompetenzfelder (WK) 35-39 LP 

Wahlbereich 

20-24 LP 

Studium Generale 

Labore 

6 LP 

12 LP 

Masterarbeit 6 Monate 30 LP 

Alle Veranstaltungen in den Kompetenzfeldern sind Prüfungsleistungen, unabhängig davon, wie es in 

der anbietenden Fakultät geregelt ist. Ausnahmen sind Laborpraktika, diese sind immer 

Studienleistungen. 

Grundlagenkurse 

Die Grundlagenkurse des Pflicht-Kompetenzfeldes sind von allen Studierenden zu besuchen und vermitteln 

wichtige Kenntnisse aus den Methoden der Nanotechnologie. 

Wahlkompetenzfelder (35-39 LP) 

Neben den Grundlagenkursen sind von den Studierenden drei der angebotenen Wahlkompetenzfelder 

als Vertiefungsfächer zu wählen: 

Chemie 

Chemie der Nanowerkstoffe 

Lasertechnik/Photonik 

Materialphysik 

Mikro- und Nanoelektronik 

Mikroproduktionstechnik 

Biomedizintechnik 

Die Zusammensetzung der Wahlkompetenzfelder finden Sie auf Seiten 11-12. 

Wahlkurse (20-24 LP) 

Im Wahlbereich Master können Veranstaltungen aus der Liste auf Seiten 13-14 gewählt werden. 

Zusammen mit den Wahlkompetenzfeldern sollen dabei mind. 59 LP erreicht werden. 

Studium Generale (6 LP) 

Für das Studium Generale besteht die Wahlfreiheit aus dem gesamten Angebot der Universität, sofern 

die Veranstaltungen mit Leistungspunkten versehen sind. Diese Module gehen unbenotet als Studienleistungen 

in das Masterstudium ein. 

Labore (360 Stunden, 12 LP) 

Im Rahmen des Studiums müssen die Studierenden drei verschiedene Labore absolvieren. Als Labore 

sind ein Labor Halbleitertechnologie (Prof. Osten), ein Laborpraktikum Festkörperphysik (Dozenten der 

Festkörperphysik) sowie ein Mikrotechniklabor (Prof. Rissing) vorgesehen. 

Masterarbeit (6 Monate, 30 LP) 

Den Abschluss des Studiums bildet die Masterarbeit mit einer Gesamtdauer von sechs Monaten. Zusätzlich 

zu der schriftlichen Ausarbeitung geht der Vortrag über die Arbeit mit einem Drittel in die Note 

ein. Um zur Masterarbeit zugelassen zu werden müssen bereits 70 LP des Masterstudiums erbracht 

sein. Die Anmeldung zur Masterarbeit erfolgt über ein Formular im Prüfungsamt. 

Seite 10


Pflicht-Kompetenzfeld: Methoden der Nanotechnologie (13 LP) 

Physikalische Materialchemie Caro WS 8 LP 

Quantenstrukturbauelemente 1 Haug SS 5 LP 

Wahl-Kompetenzfeld 1: Chemie (12 LP) 

Grenzflächen, Kolloide und Nanoteilchen (2V+2V) 

Becker/ 

Caro 

SS 

LP 

Instrumentelle Methoden II (2V) 

Heitjans/ 

Duddeck/ 

Wiebcke 

SS 

3 LP 

Praktikum zur Vorlesung „Funktionsprinzipien ausgewählter 

Festkörpermaterialien“ (3P) 

Caro WS 4 LP 

Wahl-Kompetenzfeld 2: Chemie der Nanowerkstoffe (11 LP) 

Anorganische Materialchemie 2 (6V+1Ü, ohne P) 

Behrens 

WS 

und SS 

8 LP 

Anorganische Chemie II (nur 2V) 

Renz/ 

Schneider 

WS 

3 LP 

Wahl-Kompetenzfeld 3: Lasertechnik/Photonik (13 LP) 

Lasermaterialbearbeitung 

Overmeyer/ 

Stute 

SS 

4 LP 

Photonik 

Dozenten 

der Physik 

WS 

4 LP 

Atom- und Molekülphysik 

Dozenten 

der Physik 

WS 

5LP 

Wahl-Kompetenzfeld 4: Materialphysik (13 LP) 

Grundlagen der Epitaxie Fissel SS 4 LP 

Molekulare Elektronik 

Dozenten 

der Physik 

SS 

4 LP 

Oberflächenphysik 

Dozenten 

der Physik 

WS 

5 LP 

1 Kenntnisse der Vorlesung „Einführung in die Festkörperphysik“ werden vorausgesetzt. 

2 Kenntnisse der Vorlesung „Anorganische Chemie II“ werden vorausgesetzt 

Seite 11


Wahl-Kompetenzfeld 5: Mikro- und Nanoelektronik (12 LP) 

Halbleitertechnologie 1 Osten WS 4 LP 

Technologie integrierter Bauelemente Osten SS 4 LP 

Bipolarbauelemente Wietler WS 4 LP 

Wahl-Kompetenzfeld 6: Mikroproduktionstechnik (12 LP) 

Nanoproduktionstechnik Rissing SS 4 LP 

Produktion optoelektronischer Systeme Overmeyer WS 4 LP 

Aufbau- und Verbindungstechnik Rissing SS 4 LP 

Wahl-Kompetenzfeld 7: Biomedizintechnik (12 LP) 

Mikro- und Nanotechnologie in der 

Biomedizin 

Rissing WS 4 LP 

Sensoren in der Medizintechnik Zimmermann SS 4 LP 

Biokompatible Werkstoffe I 

Glasmacher/ 

Bach 

SS 

4 LP 

1 Falls schon im Bachelor belegt, muss „Sensoren und Nanosensorik“ (Prof. Zimmermann) gehört werden 

Seite 12


Wahlbereich Chemie 

Praktikum Festkörpersynthese und Materialpräparation 1 

Praktikum Grenzflächen, Kolloide und Nanoteilchen 

(3P) 

Becker SS 3LP 

Anorgan. Chemie für Lehramt (2S+6P) Schneider WS 6 LP 

Anorganische Chemie III (nur 2V) 

Binnewies/ 

Wiebcke/ 

Locmelis 

Praktikum Fortgeschrittene anorganische Chemie für 

Nanotechnologie 2 Renz WS 3 LP 

Biomaterialien und Bionanomaterialien Behrens 4 LP 

Grundlagen der Materialanalytik (2V) 

Praktikum zu Grundlagen der Materialanalytik 

Instrumenteller Methoden III (2V) 

Molekulare und polymere Materialien (3V) 

Praktikum zu Molekulare und polymere Materialien 

Organische Chemie I (4V+1Ü) 

Physikalische Chemie 

Giese/ 

Lacayo 

Giese/ 

Lacayo 

Duddeck/ 

Heitjans 

Giese/ 

Renz 

Giese/ 

Renz 

Butenschön/ 

Kalesse 

Caro/ 

Becker 

WS 

WS 

WS 

WS 

SS 

SS 

WS 

WS 

3 LP 

3 LP 

3 LP 

3 LP 

4 LP 

4 LP 

6 LP 

4 LP 

Wahlbereich Elektrotechnik 

Grundlagen der Epitaxie Fissel SS 4 LP 

Grundlagen integrierter Analogschaltungen Mathis WS 4 LP 

MOS-Transistoren und Speicher Wietler SS 4LP 

1 Beide Vorlesungen des Moduls Anorganische Materialchemie werden vorausgesetzt. 

2 Beide Vorlesungen Anorganische Chemie II und III werden vorausgesetzt. 

Seite 13


Wahlbereich Physik 

Einführung in die Festkörperphysik 1 (nur V+Ü) 

Praktikum zu Einführung in die Festkörperphysik² 

Dozenten 

der Physik 

Dozenten 

der Physik 

Physik der Solarzelle Brendel SS 6 LP 

Grundlagen der Lasermedizin & Biophotonik 

Seminar zu Photonik 

Nichtlineare Optik 

Praktikum zu Atom- und Molekülphysik 


Physik in Nanostrukturen 

Dozenten 

der Physik 

Dozenten 

der Physik 

Dozenten 

der Physik 

Dozenten 

der Physik 

Dozenten 

der Physik 

Dozenten 

der Physik 

WS 

WS 

WS 

WS 

SS 

WS 

SS 

SS 

5 LP 

3 LP 

3 LP 

3LP 

5 LP 

3 LP 

2LP 

4 LP 

Wahlbereich Maschinenbau 

Biomedizinische Technik für Ingenieure Glasmacher WS 4 LP 

Beschichtungstechnik und Lithografie Rissing WS 4 LP 

Thermodynamik I (für Maschinenbauer) Kabelac WS 4 LP 

Nanoproduktionstechnik Rissing SS 4 LP 

Optische Messtechnik 

Reithmeyer/ 

Vynnyk 

Qualitätsmanagement Denkena SS 4 LP 

Mikrofluidik I 

Mikrofluidik II 

Implantologie 

Rissing/ 

Ruffert 

Rissing/ 

Ruffert 

Glasmacher/ 

Krettek/ 

Vogt 

Laser in der Biomedizintechnik Kaierle WS 4 LP 

Biophotonik Krüger SS 2 LP 

SS 

WS 

SS 

SS 

4 LP 

4 LP 

4 LP 

4 LP 

Außerdem zugelassen im Wahlbereich sind alle Veranstaltungen aus den 

Wahlkompetenzfeldern, die nicht belegt werden. 

1 Wenn nicht schon im Bachelorstudium belegt. 

Seite 14


Laborpraktika 

Die Studierenden erwerben spezielle praktische Fertigkeiten und Kenntnisse der Festkörperphysik und 

können die entsprechend erforderlichen Methoden selber anwenden. Dabei entwickeln sie neben dem 

Fachwissen auch ihre Kommunikationsfähigkeit und Methodenkompetenz bei der Umsetzung von 

Fachwissen weiter. Das Labor Halbleitertechnologie vermittelt anhand mehrerer Versuche praxisnah die 

wichtigen Aspekte der Halbleitertechnologie. Im Laborpraktikum Mikrotechnik erlernen die Studierenden 

Grundlagen des spinabhängigen Transports, mit dem die Erfassung magnetischer Felder möglich ist 

sowie die dazugehörige Messtechnik. 

Festkörperphysik 

Dozenten der Festkörperphysik 

WS/ 

SS 

4 LP 

Halbleitertechnologie Osten WS 4 LP 

Mikrotechnik 

Rissing 

WS/ 

SS 

4 LP 

Seite 15

01.10.2013 Teil C: Verzeichnis der Kursbeschreibungen 

Teil C: Verzeichnis der Kursbeschreibungen 

Teil C: Verzeichnis der Kursbeschreibungen ............................................................................................................................. 16 

Bachelorstudium .................................................................................................................................................................. 18 

Einführung in die Nanotechnologie ........................................................................................................................................ 19 

Einführung in die Allgemeine und Anorganische Chemie ...................................................................................................... 20 

Physikalische Chemie I .......................................................................................................................................................... 21 

Anorganische Chemie 1 ........................................................................................................................................................ 23 

Instrumentelle Methoden 1 .................................................................................................................................................... 24 

Technische Chemie 1 ............................................................................................................................................................ 27 

Grundlagen der Elektrotechnik I ............................................................................................................................................ 28 

Grundlagen der Elektrotechnik II ........................................................................................................................................... 29 

Grundpraktikum Elektrotechnik (für Nanotechnologie) .......................................................................................................... 30 

Grundlagen der Materialwissenschaften ................................................................................................................................ 31 

Grundlagen der Messtechnik – Messtechnik I ....................................................................................................................... 32 

Grundlagen der Halbleiterbauelemente ................................................................................................................................. 33 

Informationstechnisches Praktikum ....................................................................................................................................... 34 

Sensorik und Nanosensoren - Messen nicht-elektrischer Größen ......................................................................................... 35 

Technische Mechanik I für Maschinenbauer ......................................................................................................................... 36 

Technische Mechanik II für Maschinenbauer ........................................................................................................................ 37 

Mikro- und Nanotechnologie .................................................................................................................................................. 38 

Mikro- und Nanosysteme ....................................................................................................................................................... 39 

Werkstoffkunde ...................................................................................................................................................................... 40 

Entwicklungs- und Konstruktionsmethodik ............................................................................................................................ 41 

Mathematik I für Ingenieure ................................................................................................................................................... 42 

Mathematik II für Ingenieure .................................................................................................................................................. 43 

Mathematik III für Ingenieure ................................................................................................................................................. 44 

Mathematik IV für Ingenieure ................................................................................................................................................. 45 

Physik I - Mechanik und Relativität ........................................................................................................................................ 46 

Physik II – Elektrizität ............................................................................................................................................................. 47 

Physik III -Optik, Atomphysik, Quantenphänomene .............................................................................................................. 48 

Grundpraktikum Physik (für Nanotechnologie) ...................................................................................................................... 49 

Elektronik und Messtechnik ................................................................................................................................................... 50 

Regelungstechnik I ................................................................................................................................................................ 51 

Einführung in die Festkörperphysik ....................................................................................................................................... 52 

Gewerblicher Rechtsschutz ................................................................................................................................................... 53 

Technisches Englisch ............................................................................................................................................................ 54 

Technisches Englisch ............................................................................................................................................................ 54 

Qualitätsmanagement ............................................................................................................................................................ 55 

Fachpraktikum 12 Wochen .................................................................................................................................................... 56 

Fachexkursionen 4 Tage .................................................................................................. Fehler! Textmarke nicht definiert. 

Bachelorarbeit ....................................................................................................................................................................... 57 

Masterstudium ...................................................................................................................................................................... 58 

Anorganische Chemie II ........................................................................................................................................................ 59 

Anorganische Chemie III ....................................................................................................................................................... 61 

Anorganische Materialchemie ............................................................................................................................................... 62 

Biomaterialien und Biomineralisation ................................................................................ Fehler! Textmarke nicht definiert. 

Grenzflächen, Kolloide und Nanoteilchen .............................................................................................................................. 64 

Grundlagen der Materialanalytik ............................................................................................................................................ 67 

Instrumentelle Methoden II .................................................................................................................................................... 69 

Instrumentelle Methoden III ................................................................................................................................................... 71 

Molekulare und polymere Materialien .................................................................................................................................... 73 

Organische Chemie I ............................................................................................................................................................. 75 

Physikalische Chemie II ......................................................................................................................................................... 77 

Physikalische Materialchemie ................................................................................................................................................ 78 

Praktikum zur Vorlesung „Funktionsprinzipien ausgewählter Festkörpermaterialien“ ............................................................ 82 

Bipolarbauelemente ............................................................................................................................................................... 84 

Grundlagen der Epitaxie ........................................................................................................................................................ 85 

Grundlagen integrierter Analogschaltungen .......................................................................................................................... 86 

Halbleitertechnologie ............................................................................................................................................................. 87 

Laborpraktikum Halbleitertechnologie .................................................................................................................................... 88 

MOS-Transistoren und Speicher ........................................................................................................................................... 89 

Sensoren in der Medizintechnik ............................................................................................................................................. 90 

Sensorik und Nanosensoren - Messen nicht-elektrischer Größen ......................................................................................... 91 

Technologie integrierter Bauelemente ................................................................................................................................... 92 

Aufbau- und Verbindungstechnik ........................................................................................................................................... 93 

Biokompatible Werkstoffe ...................................................................................................................................................... 94 

Biophotonik –Bildgebung und Manipulation von biologischen Zellen .................................................................................... 95 

Biomedizinische Technik für Ingenieure I .............................................................................................................................. 96 

Seite 16

01.10.2013 Teil C: Verzeichnis der Kursbeschreibungen 

Beschichtungstechnik und Lithografie ................................................................................................................................... 97 

Grundlagen der Lasermedizin und Biophotonik ..................................................................................................................... 98 

Implantologie ......................................................................................................................................................................... 99 

Laser in der Biomedizintechnik ............................................................................................................................................ 100 

Lasermaterialbearbeitung .................................................................................................................................................... 101 

Mikrofluidik I ......................................................................................................................................................................... 102 

Mikrofluidik II ........................................................................................................................................................................ 103 

Mikro- und Nanotechnologie in der Biomedizin ................................................................................................................... 104 

Nanoproduktionstechnik ...................................................................................................................................................... 105 

Optische Messtechnik .......................................................................................................................................................... 106 

Produktion optoelektronischer Systeme .............................................................................................................................. 107 

Qualitätsmanagement .......................................................................................................................................................... 108 

Thermodynamik I ................................................................................................................................................................. 109 

Atom- und Molekülphysik ..................................................................................................................................................... 110 

Einführung in die Festkörperphysik ..................................................................................................................................... 111 

Molekulare Elektronik .......................................................................................................................................................... 112 

Nichtlineare Optik ................................................................................................................................................................ 113 

Oberflächenphysik ............................................................................................................................................................... 114 

Photonik ............................................................................................................................................................................... 115 

Physik in Nanostrukturen ..................................................................................................................................................... 117 

Seminar zu Photonik ............................................................................................................................................................ 116 

Physik der Solarzelle ........................................................................................................................................................... 118 

Quantenstrukturbauelemente .............................................................................................................................................. 119 

Masterarbeit ......................................................................................................................................................................... 120 

Seite 17

01.10.2013 Teil C: Verzeichnis der Kursbeschreibungen: Bachelor 

Bachelorstudium 

Seite 18


Einführung in die Nanotechnologie 

Introduction to Nanotechnology 

Verantwortliche: Caro, Osten, Rissing, Pfnür 

Ziel des Kurses: 

Der Kurs soll einen ersten Überblick über die vielfältigen Forschungen und Anwendungen von aktueller Nanotechnologie 

geben. Er ist gedacht als eine Reihe von anschaulichen Übersichtsvorlesungen, die die Lust auf mehr wecken. 

Inhalt: 

- Bottom-up, top-down und Quanteneffekte in kleinsten Dimensionen 

- Chemie der Nanomaterialien 

- Synthese, Charakterisierung und Verarbeitung von Nanoteilchen 

-Chemische und physikalische Methoden der Nanostrukturierung von Materie 

- Funktionsprinzipien von Nanomaterialien 

- Organisation von Nanoteilchen 

- elektronische Bauelemente im Nanobereich- 

- Technologien zur Herstellung ultradünner Schichten und Analysemethoden 

Empfohlene Vorkenntnisse: 

--- 

Voraussetzungen: 

Literaturempfehlung: 

Wiley-VCH, Weinheim; Bundesministerium für Bildung und Forschung: Nanotechnologie - Innovationen 

für die Welt von morgen. 

Jeremy J. Ramsden: Nanotechnology: An Introduction, Elsevier 2011 

Besonderheiten: 

Professorenkollektiv 

Präsenzstudienzeit: 36h 

Selbststudienzeit: 84h 

Art der Prüfung: schriftlich 

Studienleistung: keine 

LP: 4 

V2/Ü1 

WS 

Empfohlen ab dem: 1. Semester 

Seite 19


Einführung in die Allgemeine und Anorganische Chemie 

Introduction to General and Inorganic Chemistry 

Verantwortliche: Binnewies, Renz 


Die Studierenden werden in die Lage versetzt, einfache Konzepte der Chemie zu verstehen und anzuwenden. Die 

in der Vorlesung behandelten Themen werden in Übungsgruppen anhand von vorgegebenen Übungsaufgaben 

vertieft. Dies ist die erste der 

Chemievorlesungen, hier sollen zukünftige Nanotechnologen stoffliches Verständnis und 

stoffliche Kenntnisse als Basis der Materialwissenschaft erwerben. Diese grundlegenden 

Kenntnisse bilden die Basis materialwissenschaftlicher Aspekte der Nanotechnologie. 

Inhalt: 

- Atombau 

- Chemische Bindung 

- Aufbau von Elementen und Verbindungen 

- Schmelz- und Siedeverhalten von Ein- und Zweistoffsystemen 

- Thermodynamik chemischer Reaktionen: Massenwirkungsgesetz, 

homogene und heterogene Gleichgewichte 

- Kinetik chemischer Reaktionen: Arrhenius-Beziehung, Reaktionsordnung 

- Chemie wässriger Lösungen: Säuren/Basen, Oxidation/Reduktion, 

schwerlösliche Ionenverbindungen 

- Nomenklatur anorganischer und organischer Stoffe 


--- 



M. Binnewies, M. Jäckel, H. Willner, G. Rayner-Canham, Allgemeine und Anorganische 

Chemie, 1. Auflage 2004, Spektrum-Verlag 


--- 

Präsenzstudienzeit: h 

Selbststudienzeit: h 

Art der Prüfung: keine 

Studienleistung: schriftlich, Vortrag und Labor 

LP: 10 

V1/Ü1/S1/P2 

WS 


Seite 20


Physikalische Chemie I 

Modulname 

Art der Lehrveranstaltung 

Semester 

Verantwortlicher 

Dozenten 

Sprache 

Arbeitsaufwand 

Leistungspunkte 

Voraussetzungen nach Prüfungsordnung 

Empfohlene Voraussetzungen 

Studienleistungen 

Prüfungsleistungen 

Modulprüfung 

Medienformen: 

Physikalische Chemie 

(Physical Chemistry I) 

V Physikalische Chemie I (4 SWS) 

Ü Physikalische Chemie I (2 SWS) 

SS / 4. Semester 

Imbihl 

Becker, Caro, Heitjans, Imbihl 

Deutsch 

67,5 h Präsenzzeit 

142,5 h Selbststudium 

6 LP 

Keine 

Lehrinhalte der Module Mathematik und Experimentalphysik 

keine 

Klausur 

Siehe Studienleistung 

Tafel, Overheadfolien, Arbeitsblätter 

Vorlesung und Übung Physikalische Chemie I 

Qualifikationsziele 

1.) Fachkompetenzen 

Die Studierenden lernen die allgemeinen Prinzipien zur Beschreibung von physikalisch-chemischen 

Zusammenhängen kennen. 

Sie kennen die Grundlagen der Thermodynamik, der Kinetik und der Gleichgewichtselektrochemie. 

Dazu gehören die Gesetze zur Beschreibung idealer und realer Gase, die Formalismen zur Beschreibung 

der physikalischen Eigenschaften fluider Phasen, die Beschreibung von Phasenübergängen und 

die Beschreibung von Systemeigenschaften mittels der Prozess- und Zustandsvariablen T, p, ∆U, ∆H, 

∆S und ∆G, Zusätzlich erlernen die Studierenden die folgenden Themen: die Hauptsätze der Thermodynamik 

und deren Anwendung, Kreisprozesse, Wirkungsgrade, Temperaturskalen, das chemische 

Potential, das chemische Gleichgewicht, der Begriff der Aktivierungsenergie und die Theorie des 

Übergangszustandes, der Ladungstransport in Elektrolytlösungen und Ionenbeweglichkeit, der Aufbau 

von galvanischen Zellen und die elektromotorische Kraft (EMK). 

2.) Methodenkompetenzen 

Die Studierenden verfügen über die fachlichen – insbesondere die theoretischen – Grundlagen, um 

Systeme in Gas- und kondensierter Phase an Hand der Zustandsvariablen p, T, V und n zu beschreiben. 

Außerdem können sie qualitative und quantitative Energiebilanzen chemischer Reaktionen erstellen. 

Die Studierenden sind zusätzlich in der Lage den Ablauf chemischer Reaktionen durch thermodynamische 

Zustandsgrößen zu charakterisieren, nicht-ideales Verhalten von Systemen zu erfassen 

und zu begründen, die Geschwindigkeit von chemischen Reaktionen mittels der charakteristischen 

Größen der Halbwertszeit und Ratenkonstante zu erfassen, die elektrische Leitfähigkeit von 

Elektrolytlösungen zu charakterisieren sowie das (elektrochemische) Potential von galvanischen Ketten 

zu bestimmen und Redoxreaktionen quantitativ zu beschreiben. 

3.) Handlungskompetenzen 

Die Studierenden können fundamentale physikalisch-chemische Prinzipien der Thermodynamik, Kinetik 

und Elektrochemie mittels des entsprechenden theoretischen Formalismus beschreiben. Diesen 

Formalismus können sie in Beispielaufgaben anwenden und entsprechende Lösungen erarbeiten. 

Des Weiteren können die Studierenden physikalisch-chemische Zusammenhänge entsprechend der 

wissenschaftlichen Fachsprache erfassen, bearbeiten und beschreiben sowie mit Hilfe von wissenschaftlicher 

Literatur erschließen und begreifen. 

Inhalte 

die Eigenschaften der Gase 

der Erste Hauptsatz der Thermodynamik 

Thermochemie 

Bildungsenthalpien 

Zustandsfunktionen und totale Differentiale 

Seite 21


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

der zweite Hauptsatz 

der Dritte Hauptsatz der Thermodynamik 

Freie Energie und Freie Enthalpie 

das chemische Potential 

physikalische Umwandlung reiner Stoffe 

die thermodynamische Beschreibung von Mischungen 

kolligative Eigenschaften 

Aktivitäten 

Phasendiagramme 

das chemische Gleichgewicht 

die Verschiebung des Gleichgewichtes bei Änderung der Reaktionsbedingung 

Gleichgewichtselektrochemie 

Formalkinetik 

In den Übungen wird der Vorlesungsstoff anhand von Übungsaufgaben vertieft. 

Literatur 

P.W. Atkins, Physikalische Chemie, 3. korr. Aufl., Wiley-VCH, Weinheim 2002 

G. Wedler, Lehrbuch der Physikalischen Chemie, 4. Aufl., Wiley-VCH, Weinheim 1997 

Seite 22


Anorganische Chemie 1 

Modulname, Nr. Anorganische Chemie 1 

(Inorganic Chemistry 1) 

Art der Lehveranstaltung 

V Anorganische Chemie I (4 SWS) 

Ü Anorganische Chemie I (1 SWS) 

Semester 

SS / 4. Semester 

Verantwortliche 

Binnewies 

Dozenten 

Binnewies, Behrens, Renz, Schneider 

Sprache 

Deutsch 


56 h Präsenzzeit 

94 h Selbststudium 


6 LP 

Voraussetzungen nach Prüfungsordnung Keine 


Grundkenntnisse in Allgemeiner Chemie 


Keine 


mündlich 

(mit 16 LP für die ganze Vertiefung Chemie gewichtet) 

Medienformen 

Tafelanschrieb, Overheadfolien, Powerpoint- 

Präsentation, Arbeitsblätter, Schaustücke, Experimente 

Vorlesung und Übung Anorganische Chemie I 



Im Modul Anorganische Chemie I erwerben die Studierenden einen grundlegenden Überblick über die 

Eigenschaften, Strukturen und Reaktionen der Haupt- und Nebengruppenelemente und deren Verbindungen. 

Sie lernen technisch wichtige Reaktionen und Prozesse an Beispielen kennen und können 

diese auf andere Systeme übertrage. Sie erkennen Zusammenhänge zwischen Struktur, Eigenschaften 

und Anwendungen der Elemente und Verbindungen. Durch die Vorlesung und Übung erwerben sie 

substanzielle Kenntnisse der und ein grundlegendes Verständnis für die Anorganische Chemie. 


Die Studierenden sind in der Lage, den auf dieser Vorlesung aufbauenden Modulen Anorganische 

Chemie 2 und Anorganische Chemie 3 zu folgen und insbesondere die Anforderungen in den Praktika 

eigenständig zu erarbeiten. Sie können Vorgänge in anorganisch-chemischen Experimenten verstehen. 


Die Studenten können die Theorie auf Demonstrativversuche anwenden und die Sachverhalte in den 

zugehörigen Übungen schriftlich und verbal darstellen. 

Inhalte: 

Die Vorlesung folgt in ihrer Gliederung dem Aufbau des Periodensystems und behandelt nacheinander 

die Chemie des Wasserstoffs, der Elemente des s-Blocks (Alkalimetalle, Erdalkalimetalle) und des p- 

Blocks (Triele, Tetrele, Pentele, Chalkogene, Halogene, Edelgase) sowie ausgewählte Elemente der 

Nebengruppen (I. und II. Nebengruppe, III. Nebengruppe gemeinsam mit Lanthanoiden und 

Actinoiden, IV. bis VIII. Nebengruppe). Die Inhalte in diesen einzelnen Bereichen spiegeln sich in der 

folgenden Aufzählung wieder: Vorkommen, Darstellung, Struktur, Eigenschaften und Verwendung der 

Elemente sowie die Herstellung, Eigenschaften und Verwendung ihrer wichtigsten Verbindungen; industriell 

wichtige Stoffe finden besondere Berücksichtigung. Auf speziellere Aspekte der chemischen 

Bindung wird anhand von Beispielen eingegangen. 

Literatur 

M. Binnewies, M. Jäckel, H. Willner, G. Rayner-Canham, Allgemeine und Anorganische Chemie, 1. Aufl., 

2004, Spektrum Verlag; 

C.E. Mortimer, Chemie, 6. Aufl. 1996, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart; 

E. Riedel, Anorganische Chemie, 3. Aufl. 1994, de Gruyter, Berlin; 

A.F. Holleman, E.Wiberg, N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 101. Aufl. 1995, de Gruyter, 

Berlin 1995; 

U. Müller, Anorganische Strukturchemie, Teubner, Studienbücher Chemie, Stuttgart 1996 

Seite 23


Instrumentelle Methoden 1 

Modulname, Nr. 


Semester 


Dozenten 

Sprache 







Medienformen: 

Instrumentelle Methoden 1 

(Instrumental Methods) 

V Molekülsymmetrie / Kristallographie (2 SWS) 

V Instrumentelle Methoden I (2 SWS) 

WS / 5. Semester 

Behrens 

Behrens, Duddeck, Grabow, Schneider, Vogt, Wiebcke 

Deutsch 



6 LP 

keine 

Grundkenntnisse in Mathematik und Physik 

Klausur (2 h) über die Themengebiete des Moduls 

keine 

Tafelanschrieb, Overheadfolien, Arbeitsblätter, Experimente 

Vorlesung Molekülsymmetrie/Kristallographie 



Die Studierenden erwerben grundlegende Kenntnisse zum Verständnis von Molekülsymmetrie, Molekülbeweglichkeit 

und Kristallographie. 


Die Studierenden verstehen die Grundoperationen zur Beschreibung von Molekülsymmetrien und 

können folglich deren Punktgruppen bestimmen. Sie verstehen die Formalismen zur Beschreibung der 

Kristallstruktur und sind in der Lage die Konstitution, Konfiguration und die Konformation von Molekülen 

zu beschreiben und die damit einhergehenden Eigenschaften (Polarität, Chiralität) zu erkennen. 


Die Studierenden vertiefen die aus der Vorlesung vermittelten Inhalte in den Lehrveranstaltungen „Instrumentelle 

Methoden I - III“ und nutzen diese als Basis für anschließende Praktika. Sie beherrschen 

die Grundbegriffe und wenden diese zur Klärung von Sachverhalten an. 

Inhalte 

Grundlagen der Gruppentheorie 

Molekülsymmetrie und Symmetrielemente 

o Konstitution, Konfiguration und Konformation von Molekülen 

o Chiralität, Prochiralität und Pseudochiralität 

o Konformationsanalyse 

Kristallographie 

o der kristalline Zustand 

o Kristallstruktur 

o Gitterbegriff 

o Grundbegriffe der Kristallmorphologie 

o Bravais-Gitter 

o Kristallklassen 

o Raumgruppen 

o kristallographische Beschreibung 

o Aufklärung von Kristallstrukturen 

Literatur 

Borchardt-Ott, 

Zschunke, Dale 

Weitere Literatur wird in der LV bekannt gegeben. 

Seite 24


Vorlesung Instrumentelle Methoden I 



Die Studierenden eignen sich grundlegende Kenntnisse in den Themenbereichen der Lichtmikroskopie, 

Röntgenspektroskopie, IR-Spektroskopie und NMR-Spektroskopie sowie vertiefte Kenntnisse in 

der Röntgenbeugung an. 


Die Studierenden kennen die Methoden zur Strukturaufklärung und sind mit den verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten 

vertraut. Sie verstehen die chemische Verschiebung und die Kopplung benachbarter 

Atome bzw. Atomgruppen eines Moleküls in der 1 H- und 13 C-NMR-Spektroskopie und sind 

in der Lage mit den notwendigen Konstanten umzugehen. Sie kennen die elementaren Charakteristika 

von Röntgen-Pulverdiffraktogrammen und sind befähigt mittels der Röntgenbeugung die Kristallstruktur 

von Verbindungen zu ermitteln und Beugungserscheinungen zu verdeutlichen. 


Sie können die erworbenen Kenntnisse in den nachfolgenden Lehrveranstaltungen „Instrumentelle 

Methoden II und III“ und in den darauf basierenden Praktika anwenden und Sachverhalte schriftlich 

sowie verbal darstellen. 

Inhalte 

1.) IR-Spektroskopie 

Elektrische Dipole, harmonischer/anharmonischer Oszillator 

Molekülschwingungen/-rotationen 

Zusammenhang Molekülsymmetrie – Dipolmoment – IR-Spektrum 

Prinzip der FT-IR, Aufbau eines IR-Spektrometers 

Vergleich zur RAMAN-Spektroskopie 

Zusammenhang: Kraftkonstante - Wellenzahl anhand typischer Bindungssituationen 

Charakteristische Gruppenschwingungen 

IR-Spektren typischer Stoffklassen der Chemie 

Messmethoden (fest, flüssig, Lösung, gasförmig) 

wichtige IR-Banden 

Fingerprint-Bereich 

OH-Banden 

Isotopeneffekte 

2.) NMR-Spektroskopie 

Prinzip der NMR 

Kernspin 

Anregung 

Relaxation 

NMR-aktive Kerne 

Abschirmung 

Chemische Verschiebung 

charakteristische chemische 1 H- und 13 C-NMR-Verschiebungen wichtiger funktioneller Gruppen 

Spin-Spin-Kopplungen 

Kopplungskonstanten 

Überlagerung mehrerer Kopplungen 

Pascalsches Dreieck 

Karplus-Kurve 

NMR-Lösungsmittel 

3.) Massenspektrometrie 

Ionisierung 

Erkennung von Heteroatomen 

typische Fragmentierungsreaktionen 

Seite 25


4.) Lichtmikroskopie 

Aufbau eines Mikroskops 

Polarisiertes Licht 

Aufbau eines Polarisationsmikroskops 

Dichroismus 

Doppelbrechung 

ordentlicher/außerordentlicher Strahl 

Kristalle im Polarisationsmikroskop 

5.) Röntgenspektroskopie 

Spektroskopische Eigenschaften von Röntgenstrahlen 

Erzeugung von Röntgenstrahlen 

Detektion von Röntgenstrahlen 

Röntgenfluoreszenzanalyse 

6.) Röntgenbeugung 

Beugung von Röntgenstrahlen am eindimensionalen Gitter 

Beugung am dreidimensionalen Gitter 

Beugung an Netzebenen 

Geometrie der Beugung 

Braggsche Gleichung 

Beugung höherer Ordnung 

Quadratische Formen 

Gitter und reziprokes Gitter 

Ewald-Konstruktion 

Intensitäten von Röntgenbeugungsphänomenen 

Beugung an einer Struktur 

Einkristallmethoden 

Gang einer Röntgen-Einkristallstrukturanalyse 

Röntgenbeugung am Pulver 

Allgemeine Charakteristika von Röntgen-Pulverdiffraktogrammen 

Qualitative Phasenanalyse 

Kristallographische Datenbanken 

Indizierung von Röntgen-Pulverdiffraktogrammen 

Gitterkonstantenbestimmung 

Spezielle Aspekte der Röntgen-Pulverdiffraktometrie 

Literatur 

Hesse-Meyer-Zeeh, 

Manfred Reichenbächer, Jürgen Popp: Strukturanalytik organischer und anorganischer Verbindungen 

Lothar Spieß, Robert Schwarzer, Herfried Behnken, Gerd Teichert: Moderne Röntgenbeugung 

Werner Massa: Kristallstrukturbestimmung 

Aktuelle Literatur wird in der Vorlesung bekannt gegeben 

Seite 26


Technische Chemie 1 

Modulname, Nr. Technische Chemie 1 

(Technical Chemistry) 


V Technische Chemie I (2 SWS) 

Ü Technische Chemie I (1 SWS) 

Semester 

SS / ab 4. Semester 


Scheper 

Dozenten 

Bellgardt, Bahnemann, Scheper, Wolff 

Sprache 

Deutsch 





4 LP 



Keine 




Keine 

Modulprüfung 

Siehe Studienleistung 

Medienformen 

Tafel, Overheadprojektor, Powerpoint-Präsentation, 

Arbeitsblätter 

Vorlesung und Übung Technische Chemie I 


1) Fachkompetenzen 

Die Studierenden erarbeiten sich im Rahmen der Vorlesung Grundlagen auf dem Gebiet der Chemischen 

Reaktionstechnik. Sie lernen, welche Grundkenntnisse notwendig sind, um eine chemische Reaktion 

unter wirtschaftlichen Bedingungen in großtechnischem Maßstab durchführen zu können. 


Neben der Fachkompetenz erhalten die Studierenden Einblicke in die berufliche Praxis der chemischen 

Produktionstechnik. Dabei werden gesetzliche Regelungen, z.B. Genehmigungsfragen, nicht 

ausgeklammert (Zusatzqualifikation). 


Die Studierenden vertiefen die erworbenen Kenntnisse in Übungen anhand von Aufgabenstellungen 

einzelner Themenbereiche aus der Praxis und können über ihre Ergebnisse mit anderen Studierenden 

diskutieren, Lösungsvorschläge unterbreiten und mit Grundbegriffen umgehen. 

Inhalte 

- Definition der Chemischen Verfahrenstechnik; 

- Zusammenstellung wichtiger Grundlagen der chemischen Thermodynamik für die Reaktionstechnik; 

- Beschreibung von Nichtgleichgewichts-Systemen anhand von Bilanz- u. Materialgleichungen. 

- praxisrelevante Beispiele aus der Chemischen Kinetik unter Berücksichtigung der Kinetik heterogener 

katalysierter Prozesse. 

- Verweilzeitverhaltens von idealem Durchfluss-Rührkessel, idealem Strömungsrohr und idealer Kaskade 

- Diskussion der Technischen Reaktionsführung. 

- Grundtypen chemischer Reaktoren und deren Umsatzverhalten anhand der Bilanzgleichungen am 

Beispiel isothermer Reaktionsführung 

- Erste Grundlagen des Umsatzverhaltens nicht-isothermer Reaktoren 

Literatur 

Wird in der Vorlesung bekannt gegeben 

Seite 27


Grundlagen der Elektrotechnik I 

Basics of Electrical Engineering I 

Dozent: Zimmermann, Garbe 

Webseite: http://www.geml.uni-hannover.de/et1.html 


Die Studierenden sollen Probleme zu den unten genannten Gebieten verstehen, qualitativ und quantitativ analysieren 

und mit angepassten Methoden lösen können. 

Inhalt: 

Elektrotechnische Grundbegriffe, Gleichstromnetzwerke, Wechselstromnetzwerke, Ortskurven. 


--- 


--- 


H. Haase, H. Garbe, H. Gerth: Grundlagen der Elektrotechnik (Lehrbuch), SchöneworthVerlag, Hannover 2005; H. 

Haase, H. Garbe: Grundlagen der Elektrotechnik - Übungsaufgaben mit Lösungen, SchöneworthVerlag, Hannover 

2002; H. Haase, H. Garbe: Formelsammlung Grundlagen der Elektrotechnik, Institutsdruckschrift 2002 


Lehrveranstaltung bestehend aus Vorlesung, Hörsaalübung und Gruppenübung. Zusätzlich wird eine Seminarsprechstunde 

mit Kurzklausuren angeboten 




Studienleistung: schriftlich 

V2/Ü2 

LP: 6 

WS 


Seite 28


Grundlagen der Elektrotechnik II 

Basics of Electrical Engineering II 

Dozent: Garbe/Zimmermann 

Webseite: http://www.geml.uni-hannover.de/et2.html 


Die Studierenden sollen Probleme zu den unten genannten Gebieten verstehen, qualitativ und quantitativ analysieren 

und mit angepassten Methoden lösen können. 

Inhalt: 

Mathematische Begriffe der Feldtheorie, Elektrisches Feld, Strömungsfeld, magnetisches Feld 


Grundlagen der ET I 


---- 


H. Haase, H. Garbe, H. Gerth: Grundlagen der Elektrotechnik (Lehrbuch), SchöneworthVerlag, Hannover 2005; H. 

Haase, H. Garbe: Grundlagen der Elektrotechnik - Übungsaufgaben mit Lösungen, SchöneworthVerlag, Hannover 

2002; H. Haase, H. Garbe: Formelsammlung Grundlagen der Elektrotechnik, Institutsdruckschrift 2002 


Lehrveranstaltung bestehend aus Vorlesung, Hörsaalübung und Gruppenübung. Es finden wöchentliche Gruppenübungen 

mit studentischen Tutoren statt 





V3/Ü3 

LP: 8 

SS 


Seite 29


Grundpraktikum Elektrotechnik (für Nanotechnologie) 

(Laboratory of Electrical Engineering) 

Semesterlage 

Sommersemester + Wintersemester 

Modulverantwortliche(r) Dierker 

Lehrveranstaltungen (SWS) 

Elektrotechnisches Grundlagenlabor I (4 Versuche SS) 

Elektrotechnisches Grundlagenlabor II (4Versuche WS) 

Leistungsnachweis zum 

Erwerb der LP 

Studienleistung: 2 x Laborübungen 

Empfohlen ab 

2. bzw. 3. Semester 


Präsenzstudium 

Selbststudium 

4 

32 

(ECTS): 

(h): 

(h): 

88 

Kompetenzziele: 

Die Studierenden sollen theoretische und abstrakte elektrotechnische Arbeitsweisen praktisch 

umsetzen können und den grundlegenden Umgang mit einfachen elektrotechnischen 

Geräten beherrschen. 

Inhalte: 

Stoffplan Labor I: Versuche zu Gleichstrom und Gleichfeldern 

Stoffplan Labor II: Versuche zu elektromagnetischen Feldern, Wechsel- und Drehstrom, 

Transistoren 

Grundlegende Literatur: 

Versuchsvorbereitung anhand des Laborskripts 


Vorlesungsstoff "Grundlagen der Elektrotechnik I und II" 

ggf. Eingangsvoraussetzungen und ggf. Teilnehmerzahlbegrenzung: 

Die Teilnahme am Elektrotechnischen Grundlagenlabor II ist grundsätzlich nur 

Möglich, wenn das Labor I vollständig anerkannt wurde. 

Seite 30


Grundlagen der Materialwissenschaften 

Introduction to Material Science 

Dozent: Osten 

Webseite: http://www.mbe.uni-hannover.de/index.php?id=91 


Behandelt werden alle Aspekte der modernen Materialwissenschaften. Dabei geht es insbesondere um die 

Herausbildung von Kenntnissen über die Beziehungen zwischen mikroskopischem Materialaufbau (atomare bzw. 

kristalline Struktur, nanoskopische Defekte usw.) und makroskopischen mechanischen bzw. elektrischen Eigenschaften 

für verschiedene Materialien, sowie über Möglichkeiten der gezielten Gestaltung von Materialien für die 

unterschiedlichsten Anwendungsfelder. Daneben soll das materialphysikalische Verständnis von Alltagsprozessen 

erweitert werden. 

Inhalt: 

- Systematisierung der Eigenschaften von Materialien 

- atomare Struktur der Materie 

- chemische Bindungen 

- kristalline Materialien und Kristallstrukturen 

- Realstrukturen und nanoskopische Defekte 

- Stoffmischungen, Zustandsdiagramme 

- Methoden der Festkörperdiagnostik 

- Herstellung und Eigenschaften dünner Schichten 

- mechanische und elektrische Eigenschaften von Metallen 

- magnetische Materialien 

- dielektrische Materialien 

- Halbleitermaterialien. 


--- 



Vorlesungsskipt (online); D. Spickermann: Werkstoffe der Elektrotechnik und Elektronik, J. 

Schlembach Fachverlag 2002; J.S. Shackelford: Introduction to Material Science for 

Engineers, Pearson Education International 2005 


--- 





V3 

LP: 4 

SS 


Seite 31


Grundlagen der Messtechnik – Messtechnik I 

Basics of Measurement Technique 

Dozent: Reithmeier 


Einführung in die Grundlagen der Messtechnik und Demonstration an typischen Aufgaben. 

Inhalt: 

Grundbegriffe; mathematisches Modell des Messvorgangs; Dynamik zeitkontinuierlicher 

Messsysteme; stationärer Zustand; Messkennlinien; Abgleichverfahren; Linearisierung um 

Betriebspunkt; Übertragungsverhalten im Zeit- und Frequenzbereich; 

Fouriertransformation; 

aktive und passive Verbesserung des Übertragungsverhaltens; Verstärkung analoger 

Messsignale (Operationsverstärker); passive und aktive Filterung analoger Messsignale; 

Messwert- und Messfehlerstatistik; Fehlerquellen; Arten von Messfehlern; 

Häufigkeitsverteilungen zufälliger Fehler; Fehlerfortpflanzung; lineare Regression und 

Korrelation für Paare unterschiedlicher Messgrößen. 


Mathematik I-III 


--- 


Siehe Literaturliste zur Vorlesung oder unter www.imr.uni-hannover.de/lehre. 

Besonderheiten: Die Vorlesung heißt Messtechnik I 





V2/Ü2 

LP: 4 

SS 


Seite 32


Grundlagen der Halbleiterbauelemente 

Introduction to semicanductor devices 

Dozent: Osten 

Webseite: http://www.mbe.uni-hannover.de/index.php/Halbleiterbauelemente_205.html 


Einführung in die halbleiterphysikalischen Grundlagen und der Funktionsprinzipien der wichtigsten in der Elektronik 

eingesetzten Halbleiterbauelemente auf einfachem Niveau. Im Ergebnis sollen die Studierenden die Basisfähigkeiten 

erwerben, um weiterführende Fragestellungen der elektronischen Bauelemente bearbeiten zu können, 

was auch eine wichtige Voraussetzung für die Nanoelektronik darstellt. 

Inhalt: 

Entwicklung der Halbleiterelektronik 

Bandstruktur von Halbleitern 

Halbleitermaterialien: Herstellung, Dotierung usw. am Beispiel von Silizium 

Ladungsträger: Verteilung, Generation/Rekombination, Transport 

Halbleiter im Kontakt: pn-Übergang, Dioden, Solarzellen 

Grundprinzipien von Transistoren: Bipolar und Feldefffekttransistor 

Grundprinzipien von Speicherzellen 

Optoelektronische Bauelemente: LED und Laser 

Herstellung von Bauelementen: Silizium-Technologie im Überblick 

Zukünftige Entwicklungen der Elektronik 


--- 


--- 


F. Thuselt: Physik der Halbleiterbauelemente, Einführendes Lehrbuch für Ingenieure und Physiker, Springer 2005 

Vorlesungsskript Hofmann, Halbleiterelektronik; S.M. Sze, Semiconductor Devices: Physics and Technology, 

Wiley 2002; R.F. Pierret, Semiconductor Device Fundamentals, Addison-Wesley, 1996 


--- 





V2/Ü1 

LP: 4 

WS 


Seite 33


Informationstechnisches Praktikum 

Informationtechnology (Practical Work) 

Dozent: Niemann 


Ziel des IT Praktikums ist einerseits die Schulung des algorithmischen, lösungs-orientierten Denkens und andererseits 

die praktische Umsetzung von Algorithmen in der Programmiersprache C. Nach erfolgreicher Teilnahme sollen 

die Teilnehmer in der Lage sein, zu einfachen algorithmischen Problemen einen Lösungsansatz zu finden und 

den Algorithmus in C zu realisieren. 

Inhalt: 

Absolventen von technischen Studiengängen sehen sich sowohl im Studium als auch in der Praxis oft kleineren 

Programmierprojekten ausgesetzt, in denen sie entweder selber programmieren müssen, oder ein Programmierer 

angeleitet werden muss, oder wo die eingesetzte Spezialsoftware algorithmisches Denken voraussetzt. Das für 

diese Zwecke nötige Grundverständnis von Rechnern und deren Programmierung soll in diesem Praktikum vermittelt 

werden. Im Rahmen des Praktikums werden Grundlagen der Informatik und des Programmierens behandelt 

und am Beispiel der Programmiersprache C geübt. Zu den Grundlagen der Informatik gehören: 

- Prinzipielle Möglichkeiten und Grenzen der Berechenbarkeit, d.h. was kann überhaupt programmiert werden und 

was nicht? 

- was sind Algorithmen? Wie gelangt man von einer Problemstellung strukturiert zu einer Lösung/zu einem Algorithmus? 

- Eigenschaften von Algorithmen 

- Datenstrukturen, wie können Daten je nach Zweck sinnvoll im Rechner dargestellt werden? 

- Prinzipieller Aufbau und Funktionsweise eines Rechners 

Diese Grundlagen werden dann praktisch in C geübt. Dazu wird erklärt, was eine Program-miersprache ist, wie sie 

allgemein aufgebaut ist und was man genau unter dem Schreiben von Programmen versteht. Kurze Ausblicke in 

benachbarte und weiterführende Gebiete (wie Softwaretechnik, Objektorientierte Programmierung, C++, …) werden 

gegeben. In der Vorlesung werden die Sprachkonstrukte, Datentypen und Befehle von C erklärt und Algorithmen 

und deren Umsetzung in Programme an praktischen Beispielen gezeigt. Zu den Vorlesungsinhalten gibt 

es dann jeweils praktische Übungsaufgaben. Abgeschlossen wird die Veranstaltung durch eine praktische Programmierprüfung. 

Zur Bearbeitung der Übungsaufgaben und auch für die Abschlussprüfung steht der Rechnerpool 

im Otto-Klüsner-Haus mit entsprechender Software zur Verfügung. 


Elementare Kenntnisse im Umgang mit einem Rechner 

Voraussetzungen: --- 

Literaturempfehlung: Handbuch des RRZN „Die Programmiersprache C“, Standardwerke 

Besonderheiten:--- 




Studienleistung: praktisch am Rechner 

V2/Ü1 

LP: 3 

WS 


Seite 34


Sensorik und Nanosensoren - Messen nicht-elektrischer Größen 

Sensor Technology and Nanosensors - Measuring Non-Electrical Quantities 

Dozent: Zimmermann 

Webseite: http://www.geml.uni-hannover.de 


Die Studierenden sollen einen Überblick über die verschiedenen Sensorprinzipien und Messmethoden zur Erfassung 

nicht-elektrischer Größen erhalten. Es werden sowohl die gängigen physikalischen, optischen, chemischen 

und biochemischen Sensoren (unter anderem in Form von Halbleitersensoren) und Messmethoden als auch Nanosensoren 

vorgestellt, die aufgrund ihrer Eigenschaften völlig neue Möglichkeiten in der Sensorik bieten. 

Inhalt: 

Theoretische Grundlagen und Anwendungsbeispiele verschiedener Sensorprinzipien (physikalisch, halbleitend, 

optisch, chemisch und biochemisch) und Messmethoden zur Erfassung nicht-elektrischer Größen: Temperatur, 

geometrische Größen (Weg, Winkel, Lage, Position, Füllstand), mechanische Größen (Kraft, Druck, Masse, 

Drehmoment, Dichte, Viskosität, Oberflächenspannung), kinematische Größen (Drehzahl, Beschleunigung, Geschwindigkeit), 

strömungstechnische Größen (Volumenstrom, Massendurchfluss), Magnetfeld, optische und akustische 

Größen, chemische und biochemische Größen (Feuchte, pH-Wert, Stoffkonzentration), Nanosensoren. 


Keine. Ein gutes Verständnis physikalisch-naturwissenschaftlicher Zusammenhänge ist hilfreich. Das Labor 

„Sensorik - Messen nicht-elektrischer Größen“ und die Vorlesung „Sensoren in der Medizintechnik“ sind empfehlenswerte 

Ergänzungen. 

Literaturempfehlungen: 

Eine entsprechende Literaturliste wird zu beginn der Vorlesung zur Verfügung gestellt. 



Art der Prüfung: schriftlich oder mündlich 


V2/Ü1 

LP: 4 

WS 


Seite 35


Technische Mechanik I für Maschinenbauer 

Engineering Mechanics I 

Dozent: Wallaschek,Wriggers 


Ziel der Vorlesung ist die Vermittlung von Kenntnissen über die Grundbegriffe der Mechanik. Die Studierenden 

lernen das Schnittprinzip und das darauf aufbauende Freikörperbild kennen. Im Anschluss daran erfolgt eine Einführung 

in die Statik starrer Körper, insbesondere der ebenen Systeme. Nach der Erklärung der Gleichgewichtsbedingungen 

können die Studierenden das erlernte Wissen auf technische Beispiele anwenden. Dazu gehören 

auch Systeme mit Reibung und die Berechnung von Beanspruchungsgrößen. 

Inhalt: 

- Grundgrößen, Maßeinheiten, Axiomatik der Statik; 

- Reduktion allgemeiner Kraftsysteme; 

- Gleichgewichtsbedingungen, deren Anwendung auf überwiegend ebene Systeme von 

Stäben und Balken: Auflagerreaktionsberechnungen, Schwerpunkte, Reibung, Stabwerke; 

- Beanspruchungsgrößen: Normalkraft- und Querkraftverteilung, Biegemomentenverlauf. 


--- 


--- 


Vorlesungsskript, Aufgaben- und Formelsammlung. Hagedorn: Technische Mechanik, Bd.1 - Statik, Verlag Harri 

Deutsch, Frankfurt a.M., 2003; Gross, Hauger, Schnell: Technische 

Mechanik, Bd. 1- Statik, Springer Verlag. 


Integrierte Lehrveranstaltung bestehend aus Vorlesung, Hörsaalübung und Gruppenübung. 





V2/Ü3 

LP: 6 

WS 


Seite 36


Technische Mechanik II für Maschinenbauer 

Engineering Mechanics II 

Dozent: Wallaschek,Wriggers 


Im Rahmen der Vorlesung erfolgt eine Einführung in die Festigkeitslehre. Die Studierenden 

erwerben dabei Kenntnisse über die in schlanken Bauteilen (Stäbe und Balken) auftretenden 

Belastungen und die dadurch erzeugten Verformungen. Für statisch bestimmte Systeme 

können die Studierenden die Beanspruchungsgrößen dabei vorab mit den in "Technische 

Mechanik I" gelehrten Methoden berechnen. Für die Berechnung statisch unbestimmter 

Systeme werden geeignete Verfahren vorgestellt. 

Inhalt: 

- Spannungen und Formänderungen von Zugstäben, homogenen Biegebalken bei 

vorwiegend gerader Biegung sowie Torsionsstäben; 

- Berechnung der Biegelinie bei statisch bestimmten und unbestimmten Systemen; 

Knickung; 

- Ebener Spannungs- und Dehnungszustand; 

- Verfahren zur Berechnung statisch unbestimmter Systeme/Fachwerke; 

- Mohr'scher Kreis; 

- Versagenskriterien; 

- Kesselformeln; 

- Passive Formänderungsarbeiten; 

- Hydrostatik. 


Technische Mechanik I 


--- 


Vorlesungsskript, Aufgaben- und Formelsammlung. Hagedorn: Techn. Mechanik, Bd. 2 - 

Festigkeitslehre, Verlag Harri Deutsch, Frankfurt a.M., 2003. Gross, Hauger, Schnell: 

Techn. Mechanik, Bd 2 - Festigkeitslehre, Springer Verlag. 


Integrierte Lehrveranstaltung bestehend aus Vorlesung, Hörsaalübung und Gruppenübung. 





V2/Ü3 

LP: 6 

SS 


Seite 37


Mikro- und Nanotechnologie 

Micro and Nano Technology 

Dozent: Rissing 


Ziel der Vorlesung ist die Vermittlung von Kenntnissen über Prozesse und Anlagen, die der Herstellung von Mikround 

Nanobauteilen dienen. Bei der Mikrotechnologie liegt der Schwerpunkt auf Verfahren der Dünnfilmtechnik. Die 

Herstellung der Bauteile erfolgt durch Einsatz von Beschichtungs-, Ätz- und Dotiertechniken in Verbindung mit 

Fotolithografie. Beim Übergang zur Nanotechnologie werden letztere durch Verfahren der Selbstorganisation ergänzt. 

Hier kommen spezielle Verfahren zum Einsatz, die unter der Bezeichnung Bottom up- und Top down- 

Prozesse zusammengefasst werden. Studierende können zwischen den einzelnen Prozessen unterscheiden und 

verstehen den grundlegenden Aufbau von Mikro- und Nanosystemen. 

Inhalt: 

- Grundlagen der Vakuumtechnik 

- Beschichtungstechnik: Physikalische (Physical Vapor Deposition - PVD) und chemische 

(Chemical Vapor Deposition - CVD) Abscheidung von Filmen aus der Dampfphase, 

galvanische Verfahren 

- Dotierung und Oberflächenumwandlung 

- Ätztechnik: Nasschemisches Ätzen, physikalisches, physikalisch-chemisches und 

chemisches Trockenätzen 

- Fotolithografische Verfahren zur Strukturdefinition 

- Nanotechnologie: Bottom up- und Top down-Prozesse 

- Fertigung im Reinraum 


--- 


--- 


Vorlesungsskript; Wautelet: Nanotechnologie, Oldenbourg, 2008; M.J. Madou: Fundamentals of Microfabrication. 

2. Ausgabe, Boca Raton [u.a.]: CRC Press, 2002; S. Büttgenbach: Mikromechanik : Einführung in Technologie 

und Anwendungen. 2. Auflage, Teubner, 1994 


Reinraumübungen 





V2/Ü1 

LP: 4 

WS 


Seite 38


Mikro- und Nanosysteme 

Micro and Nano Systems 



Ziel der Vorlesung ist die Vermittlung von Kenntnissen über die wichtigsten Anwendungsbereiche der Mikro- und 

Nanotechnik. Ein mikrotechnisches System hat die Komponenten Mikrosensorik, Mikroaktorik und Mikroelektronik. 

Vermittelt werden Aufbau und Wirkprinzip der Mikrobauteile sowie Anforderungen der Systemintegration. Auf Nanometerskala 

treten neue Effekte auf, die in der Vorlesung vorgestellt werden und die die Studierenden erklären 

können. Exemplarisch wird der Einsatz von Nanotechnologie in verschiedenen Anwendungsbereichen dargestellt 

wie die Nutzung magnetoresistiver Sensoreffekte (z.B. GMR-Effekt) oder die Nanopositionierung im Bereich 

Aktorik. 

Inhalt: 

- Funktionsprinzipien der Mikro- und Nanosensorik und -aktorik 

- Grundlagen der Mikro- und Nanotribologie 

- Einführung in die Halbleitertechnik; 

- Anwendungen der Mikrosystemtechnik in den Feldern Daten- und Informationstechnik, 

Telekommunikation, Automobiltechnik, Luft- und Raumfahrttechnik, 

Industrieautomatisierung und Biomedizintechnik 


Vorlesung Mikro- und Nanotechnologie 


--- 


Vorlesungsskript; 

Hauptmann: Sensoren, Prinzipien und Anwendungen, Carl Hanser Verlag, München 1990. 

Tuller: Microactuators, Kluwer Academic Publishers, Norwell 1998. 


--- 



Art der Prüfung: mündlich 


V2/Ü1 

LP: 4 

SS 


Seite 39



Regelmäßigkeit 

Modulverantwortung 

Art der Lehrveranstaltungen 

Leistungsnachweis 

zum Erwerb der LP 

Notenzusammensetzung 


(ECTS): 


Werkstoffkunde 

(Material Science) 

jährlich 

Wallaschek 

Werkstoffkunde A: Grundlagen der Werkstoffkunde (V2) WS 

Werkstoffkunde B: Eisenmetalle (V2) SoSe 

Grundlagenlabor Werkstoffkunde (Laborpraktikum) SoSe 

Studienleistung: Laborpraktikum 

Prüfungsleistung: beide Klausuren zu Werkstoffkunde A und B 

Durchschnitt der beiden Klausurnoten 

8 Präsenzstudium (h): 48 Selbststudium (h): 192 

Die Studierenden kennen die grundlegenden, metallischen Werkstoffe für Konstruktionen und sonstige Anwendungen 

mit Schwerpunkt auf eisenhaltigen Werkstoffen. Sie sind in der Lage, aufgrund der erlernten physikalisch-chemischen 

Eigenschaften verschiedenster Werkstoffe und deren Legierungselemente, Zusammenhänge zu deren metallurgischem 

Verhalten herzustellen und können diese Fähigkeit auf andere Bereiche im Studium übertragen. Studierende sind im 

praktischen Umgang mit diesen Werkstoffen durch die Durchführung von praktischen Übungen erprobt. 

Inhalte: 

Leichtmetalle, Verbundmetalle, Hartmetalle, Glasmetalle und amorphe Metalle, Polymerwerkstoffe, Keramik, zerstörungsfreie 

Prüfverfahren; Zugversuch, Wärmebehandlung, Kerbschlagbiegeversuch, Härtemessung, Korrosionsversuch, 

Tribometerversuch, Metallographieversuch, zerstörungsfreie Prüfmethoden 


Vorlesungsskript; 

Bargel, Schulze: Werkstoffkunde. 

Hornbogen: Werkstoffe; 

Macherauch: Praktikum in der Werkstoffkunde. 

Askeland: Materialwissenschaften 

Empfohlene Vorkenntnisse: --- 

ggf. Eingangsvoraussetzungen und ggf. Teilnehmerzahlbegrenzung: --- 

Seite 40


Entwicklungs- und Konstruktionsmethodik 

Theory of Engineering Design 

Dozent: Lachmayer 


Das Grundstudium vermittelt, ausgehend von den wissenschaftlichen und technischen 

Grundlagen, Wissen über die "Bausteine" für die Entwicklung und Konstruktion von Produkten. Diese Vorlesung 

des Vertiefungsstudiums stellt die Bausteine in den Gesamtzusammenhang des methodischen Vorgehens bei der 

Entwicklung eines Produktes von der Idee bzw. der Kundenanforderung bis zur Serieneinführung. Im Teil I stehen 

dabei die qualitativen Aspekte im Vordergrund. Bei der Entwicklung und Konstruktion stehen Innovation und 

Optimierungen neuer Technologien, Verfahren und Produkte im Vordergrund. 

Inhalt: 

Gesamtwirtschaftliches Umfeld von Entwicklung und Konstruktion; 

Zwang zur Innovation; Einbindung des Geschäftsprozesses eines Unternehmens; 

Produktplanung- und Ideenfindung; Ermittlung von Kundenanforderungen und technischen 

Anforderungen (Pflichten- und Lastenheft); 

Lösungsfindung: von der Funktionsstruktur über die Wirk- zur Baustruktur, Bewertung und 

Auswahl alternativer Lösungen; 

Grundregeln, Richtlinien und Prinzipien der Gestaltung einschließlich Grundbegriffen der 

Sicherheitstechnik; 

Schutz von Erfindungen (Patente und Gebrauchsmuster); 

Organisation des Entwicklungs- und Konstruktionsprozesses. 


--- 


--- 


Vorlesungsskript 


--- 





V2/Ü1 

LP: 4 

WS 


Seite 41


Mathematik I für Ingenieure 

Mathematics for Engineering Students I 

Dozent: Dozenten der Mathematik 

E-Mail: studiendekanat@maphy.uni-hannover.de 


In diesem Kurs werden die Grundbegriffe der linearen Algebra mit Anwendungen auf die Lösung von linearen Gleichungssystemen 

und auf Eigenwertprobleme vermittelt. Ein weiterer Schwerpunkt besteht in der exakten Einführung 

des Grenzwertbegriffes in seinen unterschiedlichen Ausführungen und darauf aufbauender Gebiete wie der 

Differential- und Integralrechnung. Potenzreihen, Reihenentwicklungen, z.B. Taylorreihen, beschließen den Kurs. 

Mathematische Schlussweisen und darauf aufbauende Methoden stehen im Vordergrund der Stoffvermittlung. 

Inhalt: 

- Reelle und komplexe Zahlen 

- Vektorräume; Lineare Gleichungssysteme 

- Determinanten 

- Eigenwerte und Eigenvektoren 

- Folgen und Reihen 

- Folgen und Reihen 

- Stetigkeit 

- Elementare Funktionen 

- Differentiation in einer Veränderlichen 

- Integralrechnung in einer Veränderlichen 

- Potenzreihen und Taylorformel 


--- 


--- 


Meyberg, Vachenauer: Mathematik I. 

Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler 


Anstelle der geforderten Klausur am Ende des Semesters können vorlesungsbegleitende Prüfungen in Form 

schriftlicher Kurzklausuren abgelegt werden. 





V4/Ü3 

LP: 9 

WS 


Seite 42


Mathematik II für Ingenieure 

Mathematics for Engineering Students II 




In diesem Kurs werden die Methoden der Differential- und Integralrechnung weiter ausgebaut und auf kompliziertere 

Gebiete angewandt. Dazu gehören die Differentialrechnung angewandt auf reellwertige und auf vektorwertige 

Funktionen; die Integralrechnung wird auf Mehrfachintegrale und Linienintegrale erweitert. In technischen Anwendungen 

spielen Differentialgleichungen eine große Rolle; im Mittelpunkt stehen daher im letzten Teil dieser Veranstaltung 

Differentialgleichungen 1.Ordnung und lineare Differentialgleichungssysteme mit konstanten Koeffizienten. 

Inhalt: 

- Differentialrechnung von Funktionen mehrerer Veränderlicher (reellwertige Funktionen mehrerer Veränderlicher, 

partielle Ableitungen, Richtungsableitung, Differenzierbarkeit, vektorwertige Funktionen, Taylorformel, lokale 

Extrema, Implizite Funktionen, Extrema unter Nebenbedingungen) 

- Integralrechnung von Funktionen mehrerer Veränderlicher (Kurven im R^3, Kurvenintegrale, Mehrfachintegrale, 

Satz von Green, Transformationsregel, Flächen und Oberflächenintegrale im Raum, Sätze von Gauß und Stokes) 

- Gewöhnliche Differentialgleichungen (Differentialgleichungen erster Ordnung, lineare Differentialgleichungen n-ter 

Ordnung, Systeme von 

Differentialgleichungen) 


Mathematik I für Ingenieure 


--- 


Meyberg, Vachenauer: Mathematik II 

Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler II + III 


Anstelle der geforderten Klausur am Ende des Semesters können vorlesungsbegleitende Prüfungen in Form 

schriftlicher Kurzklausuren abgelegt werden. 





V3/Ü3 

LP: 9 

SS 


Seite 43


Mathematik III für Ingenieure 

Mathematics for Engineering Students III 




Aufbauend auf den Kenntnissen aus Mathematik I und II werden in Mathematik III verschiedenste Werkzeuge der 

Ingenieurmathematik erlernt, die für das Grundlagenstudium relevant sind. Diese finden auch in anderen Modulen 

des Bachelor Anwendung und sind Grundlage für die zu erwerbenden Kenntnisse und Fertigkeiten im Masterstudium. 

Inhalt: 

Folgende Schwerpunkte werden in der Vorlesung vermittelt: 

- Fourierentwicklungen 

- Direkte und iterative Verfahren für Lineare Gleichungssysteme 

- Matrizeneigenwertprobleme 

- Interpolation und Ausgleichsrechnung 

- Numerische Quadratur 


Mathematik I und II für Ingenieure 


--- 


Wird in der Vorlesung bekannt gegeben. 


In die Vorlesung ist die Übung integriert (2+1 SWS). Zusätzlich wird empfohlen, eine Gruppe in "Mathematik III für 

Ingenieure - Fragestunden" zu belegen. 





V2/Ü1 

LP: 4 

WS 


Seite 44


Mathematik IV für Ingenieure 

Mathematics for Engineering Students IV 




Aufbauend auf den Kenntnissen aus Mathematik I, II und III werden in Mathematik IV verschiedenste Werkzeuge 

der Ingenieurmathematik erlernt, die für das Grundlagenstudium relevant sind. Diese finden auch in anderen Modulen 

des Bachelor Anwendung und sind Grundlage für die zu erwerbenden Kenntnisse und Fertigkeiten im Masterstudium. 

Inhalt: 

Folgende Schwerpunkte werden in der Vorlesung vermittelt: 

- Nichtlineare Gleichungen und Systeme 

- Laplace-Transformation 

- Gewöhnliche und partielle Differentialgleichungen 

- Randwertaufgaben 

- Eigenwertaufgaben für gewöhnliche Differentialgleichungen 


Mathematik I, II und III für Ingenieure 


--- 


Wird in der Vorlesung bekannt gegeben. 

Besonderheiten: In die Vorlesung ist die Übung integriert (2+1 SWS). Zusätzlich wird empfohlen, eine Gruppe in 

"Mathematik IV für Ingenieure - Fragestunden" zu belegen. 





V2/Ü1 

LP: 4 

SS 


Seite 45


Physik I - Mechanik und Relativität 

(Physics I – Mechanics and Relativity) 

1011 

Semesterlage 

Modulverantwortliche(r) 

Wintersemester, 1. Semester 

Institute der Experimentalphysik 


Leistungsnachweis zum Erwerb 

der LP 

Notenzusammensetzung - 

Vorlesung Mechanik und Relativität 

Übung zu Mechanik und Relativität 

Studienleistung: Klausur, Übungsaufgaben 


(ECTS): 



Die Studierenden haben eine anschauliche Vorstellung physikalischer Phänomene der Mechanik 

und Relativität gewonnen. Sie kennen die einschlägigen Gesetzmäßigkeiten und können diese mit 

Schlüsselexperimenten begründen. Die Studierenden sind mit der Bearbeitung von Beispielaufgaben 

der Mechanik und Relativität vertraut und können Aufgaben mit angemessenem Schwierigkeitsgrad 

eigenständig lösen. 

Inhalte: 

Mechanik eines Massepunktes, Systeme von Massepunkten und Stöße 

Dynamik starrer ausgedehnter Körper 

Reale und flüssige Körper, Strömende Flüssigkeiten und Gase 

Temperatur, Ideales Gas, Wärmetransport 

Mechanische Schwingungen und Wellen 


Demtröder, Experimentalphysik 1, Mechanik und Wärme, Springer Verlag 

Gerthsen, Physik, Springer Verlag 

Tipler, Physik, Spektrum Akademischer Verlag 

Feynman, Lectures on Physics, Band 1; Addison-Wesley Verlag 


Schulkenntnisse in Mathematik und Physik (gymnasiale Oberstufe) 

ggf. Eingangsvoraussetzungen und ggf. Teilnehmerzahlbegrenzung: keine 

Seite 46



Semesterlage 


(Physics II – Electricity) 

Sommersemester; 2. Semester 

Institute der Experimentalphysik 

1012 



der LP 


Vorlesung Elektrizität 

Übung zu Elektrizität 

Studienleistung: Klausur, Übungsaufgaben 


(ECTS): 



Die Studierenden verfügen über fundiertes Faktenwissen auf dem Gebiet der Elektrizitätslehre. Sie 

sind in der Lage die einschlägigen Gesetzmäßigkeiten herzuleiten und können diese mit Schlüsselexperimenten 

begründen. Die Studierenden können Aufgaben mit angemessenem Schwierigkeitsgrad 

eigenständig lösen. 

Die Studierenden sind mit den Grundprinzipien des Experimentierens vertraut. Sie kennen die 

Funktion und Genauigkeit verschiedener Messgeräte und sind mit computergestützter Datenerfassung 

vertraut. Sie sind in der Lage Messergebnisse in tabellarischer und graphischer Form übersichtlich 

darzustellen. 

Inhalte: 

Elektrostatik, Elektrischer Strom, Statische Magnetfelder, Zeitlich veränderliche Felder 

Maxwellsche Gleichungen, Elektromagnetische Wellen 

mehrdimensionale Bewegung: Impuls, Drehimpuls, Potential 

Zentralkraft: Kepler-Problem, effektives Potential, Streuquerschnitt 


Demtröder, Experimentalphysik 2, Elektrizität und Optik, Springer Verlag 

Gerthsen, Physik, Springer Verlag 

Tipler, Physik, Spektrum Akademischer Verlag 

Feynman, Lectures on Physics, Band 2; Addison-Wesley Verlag 


Vorlesungen Mechanik und Relativität und Mathematische Methoden der Physik 


Seite 47


Physik III -Optik, Atomphysik, Quantenphänomene 

(Physics III – Optics, Atomic Physics, Quantum Phenomena) 

Semesterlage 


Modulverantwortliche(r) Institute der Experimentalphysik 

1013 



der LP 


Vorlesung Optik, Atomphysik, Quantenphänomene 

Übung zu Optik, Atomphysik, Quantenphänomene 

Studienleistung: Übungsaufgaben 

Prüfungsleistung: mündliche Prüfung 


(ECTS): 



Die Studierenden kennen die fundamentalen experimentellen Befunde und verstehen die zugrunde 

liegenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Optik und Atomphysik. Die Studierenden sind in 

der Lage diese Gesetzmäßigkeiten eigenständig auf physikalische Problemstellungen anzuwenden. 

Die Studierenden kennen die Funktion und Genauigkeit verschiedener Messgeräte und sind mit der 

Anpassung von Funktionen an Messdaten vertraut. Sie können angemessene Fehlerabschätzungen 

ausführen und beherrschen die Fehlerfortpflanzung. 

Inhalte: 

Geometrische Optik 

Welleneigenschaften des Lichts: Interferenz, Beugung, Polarisation, Doppelbrechung 

Optik, optische Instrumente 

Materiewellen, Welle-Teilchen-Dualismus 

Aufbau von Atomen 

Energiezustände, Drehimpuls, magnetisches Moment 

Mehrelektronensysteme, Pauli-Prinzip Spektroskopie, spontane und stimulierte Emission 


Demtröder Experimentalphysik 2 und 3, Springer Verlag 

Berkeley Physikkurs 

Bergmann/Schäfer 

Haken, Wolf, Atom- und Quantenphysik, Springer Verlag 


Module Mechanik und Relativität und Elektrizität 


Seite 48


Grundpraktikum Physik (für Nanotechnologie) 

Semesterlage 


Sommersemester, 4. Semester 

Dr. Rüdiger Scholz 



der LP 


Grundpraktikum: Mechanik, Optik und Atomphysik 

Studienleistung: Laborübungen – 8 Versuche 

Leistungspunkte (ECTS): 4 Präsenzstudium (h): 32 Selbststudium (h): 88 


Die Studierenden sind mit den Grundprinzipien des Experimentierens vertraut. Sie kennen die Funktion 

und Genauigkeit verschiedener Messgeräte und sind mit computergestützter Datenerfassung 

vertraut. Sie sind in der Lage Messergebnisse in tabellarischer und graphischer Form übersichtlich 

darzustellen. Studierende sind mit der Anpassung von Funktionen an Messdaten vertraut. Sie können 

angemessene Fehlerabschätzungen ausführen und beherrschen die Fehlerfortpflanzung. 

Inhalte: Praktikumsexperimente bilden eine Auswahl aus: 

Mechanik: Schwingungen, Gekoppelte Pendel, Kreisel, Ultraschall, Akustik, Maxwellrad, Temperatur, 

Viskosität, Spezifische Wärme, Wasserdämpfe 

Optik und Atomphysik: Linsen, Interferometer, Beugung, Mikroskop, Prisma, Gitter, Fotoeffekt, 

Spektralapparat, Polarisation 

Grundlegende Literatur:--- 


 

 

 

Physik I – Mechanik und Relativität 


Physik III – Optik, Atomphysik und Quantenphänomene 


Seite 49


Elektronik und Messtechnik 

Electronics and Physics of Technical Measurements 

Dozent: Block 


Die Studierenden sollen den Umgang mit experimentelle und numerische Methoden der 

elektronischen Messtechnik kennen lernen, diese selber anwenden und Modellvorstellungen entwickeln zur Erklärung 

der experimentellen und numerischen Ergebnisse. Die hier erworbenen messtechnischen Fähigkeiten lassen 

sich zu einem erheblichen Teil auf nanoelektronische Bauelemente übertragen. Das Praktikum fördert auch die 

Kommunikationsfähigkeit und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen. 

Inhalt: 

In Vorlesung "Elektronik" (2 SWS), Vorlesung "Messtechnik" (2 SWS) und Praktikum 

"Elektronikpraktikum" (4 SWS) werden folgende Inhalte behandelt: 

- Grundbegriffe der Elektronik 

- Passive Bauelemente, Transistor 

- Analoge Grundschaltungen (Filter) 

- Operationsverstärker (OPV) 

- Statische und dynamische OPV-Beschaltung 

- Grundlagen HF-Technik 

- Signalgeneratoren/Phasenschieber 

- elektronische Regler 

- DA/AD-Wandlung. 

- Praktikum: Auswahl aus 8 Versuchen zu Themen der Vorlesungen 


Empfohlene Vorkenntnisse: Experimentalphysik I, Physik II 



U.Tietze, C. Schenk: Halbleiterschaltungstechnik, Springer Verlag 

Hering, Bressler, Gutekunst: Elektronik für Ingenieure, Springer Verlag 

P. Horowitz, W. Hill: The Art of Electronics, CA press 


zusätzliche Studienleistung: Laborübung 




Studienleistung: Labor 

V4/P4 

LP: 8 

WS/SS 


Seite 50


Regelungstechnik I 

Automatic Control Engineering I 

Dozent: Reithmeier 

E-Mail: lehre@imr.uni~ 


Einführung in die Grundlagen der Regelungstechnik und Demonstration an typischen Aufgaben Nach dem 

Besuch des Kurses sollen die Studiereneden in der Lage sein typische regelungstechnische Strecken zu 

modellieren und anhand eines linearisierten Modells einfache analoge Regler zu entwerfen. 

Inhalt: 

Definitionen und Grundlagen der Systemtechnik; Mathematische Beschreibung zeitkontinuierlicher 

Prozesse bzw. Regelstrecken; Übertragungsverhalten im Zeit- und Frequenzbereich; Antwort bei 

Anregung durch Testfunktionen (Impuls- und Sprungantwort, harmonische Anregung); Beschreibung 

linearer Regelkreise im Frequenzbereich; Standardregelkreis; Führungs- und Störübertragungsfunktion; 

Stationäres Verhalten; Stabilität und Stabilitätsreserven; Wurzelortskurven; Nyquist-Verfahren; 

Aufbau und Entwurf linearer Regler und Regeleinrichtungen 


Mathematik III für Ingenieure, Messtechnik I 


--- 


Siehe Literaturliste zur Vorlesung oder unter www.imr.uni-hannover.de 


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V2/Ü1 

LP: 4 

SS 


Seite 51


Einführung in die Festkörperphysik 

Semesterlage 




der LP 


(Introduction to Solid State Physics) 


Institut für Festkörperphysik 

Vorlesung Einführung in die Festkörperphysik 

Übung zu Einführung in die Festkörperphysik 

Praktikum zur Einführung in die Festkörperphysik 

Studienleistung: Übungen und Laborübung 

Prüfungsleistung: schriftlich oder mündlich 


(ECTS): 



Die Studierenden verstehen die grundlegenden Konzepte der Festkörperphysik und können diese 

eigenständig auf ausgewählte Probleme anwenden. Sie kennen fortgeschrittene experimentelle Methoden 

des Gebietes und können diese unter Anleitung anwenden. 

1211 

Inhalte: 

Kristalle und Kristallstrukturen 

reziprokes Gitter 

Kristallbindung 

Gitterschwingungen, thermische Eigenschaften, Quantisierung, Zustandsdichte 

Fermigas 

Energiebänder 

Halbleiter, Metalle, Fermiflächen 

Anregungen in Festkörpern 

experimentelle Methoden: Röntgenbeugung, Rastersonden- und Elektronenmikroskopie, Leitfähigkeit, 

Magnetowiderstand, Halleffekt, Quantenhalleffekt 


Ashcroft and Mermin, Solid State Physics, Oldenbourg 

C. Kittel, Einführung in die Festkörperphysik, Oldenbourg 

K. Kopitzki, Einführung in die Festkörperphysik, Vieweg+Teubner 

H. Ibach, H. Lüth, Festkörperphysik, Springer 


Module Mechanik und Relativität, Elektrizität, Optik, Atomphysik, Quantenphänomene und Moleküle, 

Kerne, Teilchen, Festkörper 


Modulübergreifende Prüfung Experimentalphysik 

Seite 52


Gewerblicher Rechtsschutz 

Industrial Property (Patent and Trade Mark Law) 

Dozent: Metzger 


Die Vorlesung bietet eine Einführung in die Grundlagen des gewerblichen Rechtsschutzes im deutschen und europäischen 

Recht und stellt die verschiedenen Schutzrechte und die gemeinsamen Strukturprinzipien vor. Die 

Veranstaltung vermittelt die notwendigen Grundkenntnisse, um in Unternehmen oder in der Rechtsberatung im 

Patent- und Markenwesen tätig zu sein. 

Inhalt: 

Der Kurs behandelt vertiefend das Patent- und Markenrecht. Hierbei werden jeweils zunächst die Grundlagen erörtert, 

insbesondere Schutzvoraussetzungen, Entstehung des Schutzrechts, Inhaberschaft, Schutzbereich, 

Schranken, Übertragbarkeit und Lizenzen. Im Anschluss werden spezifische Fragen aus dem Bereich der Informationstechnologie 

beleuchtet, insbesondere die Themen Softwarepatente bzw. computerimplementierte Erfindungen 

und Halbleiterschutz sowie Kennzeichenkonflikte im Internet (Metatags, Adwords, Hyperlinks) und Domainnamestreitigkeiten. 


Rechtliche Vorkenntnisse sind erwünscht. 







Studienleistung: 

V2 

LP: 4 

SS 


Seite 53


Technisches Englisch 


Regelmäßigkeit 

Modulverantwortung 

Art der Lehrveranstaltungen 

(SWS) 

Leistungsnachweis 

zum Erwerb der LP 

Notenzusammensetzung 


(ECTS): 


Jährlich, Sommersemester 

Traynor 

Technisches Englisch 

(Technical English) 

Englisch für Nanotechnologie, C1 (2SWS) 

Hausarbeit (Essay) 

Note der Hausarbeit 


Die Studierenden sind in der Lage eigenständig zu ausgewählten Themen der Nanotechnologie zu recherchieren und 

sich in das von ihnen gewählte Spezialthema zu vertiefen. In diesem Zusammenhang kennen sie nicht nur die Fachtermini 

der Nanotechnologie in englischer Fachsprache sondern erwerben durch die Ausarbeitung eines Vortrags Soft 

Skills (Präsentationstechnik). 

Inhalte: 

Anhand von englischer Originalliteratur wird ein aktuelles Thema aus dem Bereich der Nanotechnologie ausgewählt, zu 

dem ein schriftlicher Aufsatz verfasst und ein mündlicher Vortrag ausgearbeitet werden soll. 

Grundlegende Literatur: wird in der Veranstaltung bekanntgegeben 

Empfohlene Vorkenntnisse: 7 Jahre Schulunterricht in Englisch 

ggf. Eingangsvoraussetzungen und ggf. Teilnehmerzahlbegrenzung: --- 

Seite 54


Qualitätsmanagement 

Quality Management 

Dozent: Denkena 


Es soll die Bedeutung des Qualitätsmanagements nähergebracht sowie Wissen über 

anzuwendende Vorgehensweisen, Werkzeuge und Methoden gelehrt werden. Die Vorlesung „Qualitätsmanagement" 

vermittelt die Grundlagen des Qualitätsmanagements, die Grundgedanken des Total Quality Management 

(TQM) sowie die Anwendung von 

Qualitätswerkzeugen und -methoden für alle Phasen der Produktenstehung. 

Inhalt: 

Qualitätsmanagement (QM); Total Quality Management (TQM); Bewertungsverfahren für QM-Systeme; QM- 

Werkzeuge und -Methoden; Quality Function Deployment (QFD); 

Fehlerbaumanalyse (FTA ); Fehlermöglichkeits- und Einfluss-Analyse (FMEA); Quality Gates; Design Review; 

Qualitätsaudits; Systems Engineering; Techniken der Problemlösung; Managementwerkzeuge (M7); Versuchsmethodik; 

Statistische Prozessregelung (SPC); Qualitätsregelkarten; Fähigkeitsanalysen; Qualitätskosten und Unternehmenspolitik; 

Target-Costing; Unterstützende Werkzeuge des Quality-Cost-Engineering etc. 


--- 


--- 




Blockveranstaltung 



Art der Prüfung: mündliche 


V2/Ü1 

LP: 4 

SS 


Seite 55


Fachpraktikum 12 Wochen 

Technical Internship 12 Weeks 

Dozent: Behrens 

E-Mail: praktikum@maschinenbau.uni~ 


Das Fachpraktikum dient dem Erwerb von Erfahrungen in typischen Aufgabenfeldern und 

Tätigkeitsbereichen von Absolventen des jeweiligen Studienganges in der beruflichen Praxis. Es ist 

gekennzeichnet durch die Eingliederung der Praktikantinnen und Praktikanten in ein Arbeitsumfeld von 

Ingenieuren oder entsprechend qualifizierten Personen mit überwiegend entwickelndem, planendem 

oder lenkendem Tätigkeitscharakter. 

Inhalt: 

Praktikantinnen und Praktikanten sollen im Fachpraktikum möglichst weitgehend und aktiv beitragend 

integriert werden in die typische Tagesarbeit ihres jeweiligen Arbeitsumfeldes. Dadurch sollen sie in 

engem Kontakt typische Aufgaben und Arbeitsweisen im Beruf stehender Ingenieure ihrer jeweiligen 

Fachrichtung kennen lernen und beobachten können. 


--- 


--- 


http://www.maschinenbau.uni-hannover.de/de/studium/praktika/ 


Eine Praktikumswoche entspricht der regulären Wochenarbeitszeit des jeweiligen Betriebes. Durch Urlaub, 

Krankheit oder sonstige persönliche Gründe ausgefallene Arbeitszeit muss nachgeholt werden. Ggf. sollte um 

Vertragsverlängerung gebeten werden. 




Studienleistung: Praktikumsbericht 

LP: 15 

WS/SS 


Seite 56



Bachelor’s Thesis 

Dozent: Diverse Institute 

E-Mail: studium@maschinenbau.uni~ 


Die Studierenden arbeiten sich selbstständig in ein aktuelles Forschungsthema ein, bearbeiten ein Teilprojekt 

eigenständig unter Anleitung, dokumentieren die Ergebnisse schriftlich, referieren darüber in einem Seminarvortrag 

und führen eine anschließende wissenschaftliche Diskussion. Sie lernen so die Techniken des wissenschaftlichen 

Arbeitens kennen und entwickeln neben der Fachkompetenz auch ihre Methodenkompetenz bei 

der Literaturrecherche, der Umsetzung von Fachwissen sowie ihre Fähigkeit zur Diskussionsführung weiter. 

Inhalt: 

- Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten 

- Selbstständige Projektarbeit unter Anleitung 

- Wissenschaftliches Schreiben 

- Präsentationstechniken 

- Wissenschaftlicher Vortrag 

- Diskussionsführung 


Zulassung zur Bachelorarbeit nur möglich, wenn mindestens 120 ECTS-LP erworben wurden. 


Zulassung zur Bachelorarbeit nur möglich, wenn mindestens 120 ECTS-LP erworben wurden 


Stickel-Wolf, Wolf: Wissenschaftliches Arbeiten und Lerntechniken, 2004; Walter Krämer: Wie schreibe 

ich eine Seminar- oder Examensarbeit?, 1999; Gruppe: Studienratgeber, Reihe: campus concret, Bd. 47 


Beginn ganzjährig möglich; 

Prüfungsleistung: Bachelorarbeit und Präsentation 

Siehe Aushänge in den Instituten 



Art der Prüfung: schriftlich und mündlich 


LP: 12 

WS/SS 


Seite 57

01.10.2013 Teil C: Verzeichnis der Kursbeschreibungen: Master 

Masterstudium 

Seite 58


Anorganische Chemie II 

Modulname 


Semester 


Dozenten 

Sprache 





Modulprüfung 

Medienformen: 

Anorganische Chemie 

(Inorganic Chemistry II) 

V Anorganische Chemie II (2 SWS) 

WS 

Behrens 

Behrens, Renz, Schneider 

Deutsch 



3 LP 

Grundkenntnisse in Anorganischer Chemie, Lehrinhalte 

der V Molekülsymmetrie & Kristallographie und Instrumentelle 

Methoden I 

Mündliche Prüfung (30 min) über die Themengebiete 

des Moduls 

Siehe Prüfungsleistung 


Präsentation, Arbeitsblätter, Laborexperimente 

Vorlesung Anorganische Chemie II 



Die Studenten verfügen über Wissen in den Bereichen der Anorganischen Festkörperchemie und 

Strukturchemie. Insbesondere kennen sie die grundlegenden Konzepte der Komplexchemie und die 

wichtigsten grundlegenden Strukturtypen von anorganischen Festkörpern.. Die Lehrinhalte basieren 

auf den im Modul Anorganische Chemie 1 vermittelten Grundlagen. 


Die Studierenden sind in der Lage Zusammenhänge zwischen Struktur, Eigenschaften und Anwendungen 

von Stoffen herzustellen. 


Die Studierenden erwerben die Fachkompetenz grundlegende Konzepte und ausgewählte spezielle 

Aspekte der Anorganischen Chemie auf dem Gebiet der Strukturchemie und der Koordinationschemie 

zu verstehen und anzuwenden. Sie können Strukturtypen schriftlich und verbal darstellen. 

Inhalte: 

Konzepte und spezielle Aspekte der Anorganischen Festkörperchemie: 

Strukturchemie der Metalle 

Strukturchemie kovalent gebundener Festkörper 

Strukturchemie ionisch gebundener Verbindungen 

Strukturchemie intermetallischer Phasen 

Strukturchemie der Silicate 

Konzepte und spezielle Aspekte der Anorganischen Koordinationschemie: 

Prinzip, Aufbau und Nomenklatur der Komplexe 

Theorie der Komplexe (VB, KF, LF, MO) 

Struktur der Komplexe 

Pearson´s HSAB 

Stabilisierungsenergie (KFSE, LFSE) 

Spektrochemische Reihe 

Beispiele spezieller Donor/Akzeptor-Liganden; 

Carbonyle, Cyanide 

Magnetochemie der Komplexe (High-spin, Low-spin, Spin-Übergang) 

Einfache Mechanismen der Komplexreaktionen 

Literatur 

Seite 59



Spektrum Verlag 2004; 

C.E. Mortimer, Chemie, 9. Aufl., Thieme, Stuttgart 2007; 

E. Riedel, C. Janiak, Anorganische Chemie, 7. Aufl., de Gruyter, Berlin 2007; 

A.F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Aufl., de Gruyter, Berlin 

2007; 

C.E. Housecroft, Alan G. Sharpe, Anorganische Chemie, 2. Aufl., Pearson, München 2006; 

U. Müller, Anorganische Strukturchemie, 6. Auflage, Vieweg & Teubner, 2008 

Seite 60


Anorganische Chemie III 

Modulname 


Semester 


Dozenten 

Sprache 




Prüfungsleistung 

Modulprüfung 

Medienformen 

Anorganische Chemie III 

(Inorganic Chemistry III) 

V Anorganische Chemie III (2 SWS) 

WS 

Binnewies 

Binnewies, Renz, Locmelis, Wiebcke 

Deutsch 



3 LP 

Kenntnisse in Anorganischer Stoffchemie und den theoretischen 

Grundlagen instrumenteller Methoden 

Mündliche Prüfung (30 min) oder Klausur (2h) über die 

Themengebiete des Moduls 


Tafelanschrieb, Overheadfolien, Arbeitsblätter, Powerpoint-Präsentation, 

Laborexperimente 

Vorlesung Anorganische Chemie III 



Die Studierenden lernen, spezielle chemische Kenntnisse in einen größeren, auch gesellschaftlichen, 

Zusammenhang zu stellen. 


Die Studierenden erlernen das selbständige Verfassen eines wissenschaftlichen Textes. 


Die Studierenden sind in der Lage, chemische Fachkenntnisse mit Alltagserfahrungen zu verknüpfen. 

Inhalte 

Konzepte und spezielle Aspekte der Anorganischen Koordinationschemie 

Chelat- und Makrocyclen-Komplexe und Templat-Synthese 

erweiterte MO- und Ligandenfeld-Theorie 

Elektronenspektren, Auswahlregeln (Spin, Laporte) und optische Eigenschaften 

Molekulare Magnete (Spin-Übergänge) 

Koordinationspolymere 

Kinetik der Koordinationsverbindungen 

Bioanorganische Chemie 

Spezielle Themen der Anorganischen Chemie 

Chemie der Atmosphäre, Treibhauseffekt, Ozonloch, Luftverschmutzung, Energieerzeugung 

Einführung in die Kernchemie (mit einer Exkursion in ein Kernkraftwerk) 

Elektrochemische Spannungsquellen 

Physikalische und chemische Aspekte der Erzeugung von Licht 

Endlichkeit natürlicher Ressourcen 

Verfassen eines wisenschaftlichen Textes 

Literatur 


Spektrum Verlag 2004; 

C.E. Mortimer, Chemie, 9. Aufl., Thieme, Stuttgart 2007; 

E. Riedel, Anorganische Chemie, 7. Aufl., de Gruyter, Berlin 2007; 

A.F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Aufl., Gruyter, Berlin 

2007; 

U. Müller, Anorganische Strukturchemie, 6. Auflage, Vieweg & Teubner, 2008; 

C.E. Housecroft, Alan G. Sharpe, Anorganische Chemie, 2. Aufl., Pearson, München 2006; 

Ch. Elschenbroich, A. Salzer, Organometallchemie, 6. Auflage, Vieweg & Teubner, 2008 

Seite 61


Anorganische Materialchemie 

Modulname 

Anorganische Materialchemie 

(Inorganic Materials Chemistry) 

Art der Lehrveranstaltung / SWS V Anorganische Chemie von Materialien und Nanosystemen(3 

SWS) 

Ü Anorganische Chemie von Materialien und Nanosystemen 

(1 SWS) 

V Festkörpersynthese und Materialpräparation 

(3 SWS) 

Semester 

WS und SS 


Behrens 

Dozenten 

Behrens, Schneider 

Sprache 

Deutsch 





8 LP 



Fortgeschrittene Kenntnisse in anorganischer Chemie 



des Moduls 

Medienformen 


Präsentation, Übungsblätter, Versuchsanleitungen 

zu den Laborexperimenten 

Vorlesung und Übungen: Anorganische Chemie von Materialien und Nanosystemen 



Die Studenten verfügen über das Wissen von Strukturen, Eigenschaften und Anwendungen von Materialien 

und Nanosystemen sowie die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen. Insbesondere stehen dabei 

anorganische Festkörper im Mittelpunkt sowie wichtige Materialien. 


Die Studierenden sind in der Lage wichtige Grundoperationen der Strukturbeschreibung und – 

analyse einzusetzen. 


Die Studenten können erkennen, dass sich die Eigenschaften ausgedehnter Systeme (Bulk- 

Materialien) stark von nanoskaligen Materialien unterscheiden können. Außerdem sind sie in der Lage 

selbstständig Beziehungen zwischen der Struktur und den Eigenschaften einer Verbindung zu erfassen. 

Inhalte 

Herleitung des Bändermodells auf der Basis von chemischen Konzepten (LCAO-Ansatz zur Erzeugung 

von Kristallorbitalen) 

 

 

 

Herleitung von grundlegenden elektronischen und spektroskopischen Eigenschaften (elektrische 

Leitfähigkeit, Art der Bandlücke etc.) von Materialien 

o Erläuterung der Eigenschaften im Laufe der Vorlesung und der Übungen 

Erläuterung von Defektstrukturen verschiedener anorganischer Materialien und ihren Einfluss auf 

deren Chemie 

Struktur-Eigenschaftsbeziehungen unter Berücksichtigung der nanoskaligen Analoga wichtiger 

Arten anorganischer Festkörper wie 

o Metalle 

o kovalente Verbindungen 

o Halbleiter 

o ionische Verbindungen 

o intermetallische Verbindungen 

o Silicate 

Besprechung insbesondere der mechanischen, elektrischen, dielektrischen und magnetischen 

Eigenschaften 

Literatur 

Seite 62


[1] Smart & Moore: Einführung in die Festkörperchemie 

[2] U. Müller: Anorganische Strukturchemie 

[3] A.R. West: Grundlagen der Festkörperchemie. 

Weitere empfehlenswerte Literatur wird in der Vorlesung vorgestellt. 

Vorlesung: Festkörpersynthese und Materialpräparation 



Die Studierenden kennen verschiedene Syntheseverfahren für die Herstellung von anorganischen 

Festkörpern und für die Präparation anorganischer Materialien. 


Die Studenten können die Vor- und Nachteile von verschiedenen Syntheseverfahren aufzeigen und 

beurteilen, welches für die gegebene Aufgabenstellung am geeignetsten ist. 


Die Studierenden sind in der Lage entsprechend ihres entwickelten Gefühls für die Wahl der geeignetsten 

Methode anorganische Festkörper herzustellen und anorganische Materialien zu präparieren. 

Inhalte 

1. Teil: Klassische Synthesemethoden 

• Reaktionen im festen Zustand 

o fest-fest-Reaktionen 

o selbstfortschreitende Reaktionen 

o Mechanosynthese 

o druckinduzierte Umwandlungen 

• Flüssig-fest-Reaktionen 

o Einkristallzuchtverfahren 

o Präzipitation 

o Kristallisation 

o Solvothermalsynthesen 

o Sol-Gel-Verfahren 

o Glasbildung und Glaskristallisation 

• Gas-fest-Reaktionen 

o Transportreaktionen 

o Gasphasenabscheidung 

o Sputtering 

o Aerosol-Verfahren 

2. Teil: Methoden mit erhöhter Kontrolle über den Reaktionsausgang 

• Strukturdirigierende Synthesen 

o Precursor-Verfahren 

o Einsatz molekularer und aggregierter Strukturdirektoren 

o Biomineralisation 

• Strukturlimitierte Synthesen 

o Ionenaustausch 

o Intercalation 

o Insertion 

Literatur 

[1] Smart & Moore, Einführung in die Festkörperchemie 

[2] U. Schubert, N. Hüsing, Synthesis of Inorganic Materials, Wiley VCH, 2004. 

Weitere empfehlenswerte Literatur wird zu Beginn der Veranstaltung vorgestellt 

Seite 63


Grenzflächen, Kolloide und Nanoteilchen 

Modulname 

Art der Lehrveranstaltung / SWS 

Semester 


Dozenten 

Sprache 







Medienformen 

Grenzflächen, Kolloide und Nanoteilchen 

(Colloids and Interfaces and organisation of nanoparticle) 

V Physikalische Chemie von Grenzflächen(2 SWS) 

V Kolloide und Nanoteilchen (2 SWS) 

P Grenzflächen, Kolloide und Nanoteilchen (3 SWS) 

SS 

Becker 

Becker, Caro, Bigall, Dorfs 

Deutsch 



8 LP 

Keine 

Fortgeschrittene Kenntnisse in Physikalischer Chemie 

Erfolgreiche Durchführung aller vorgegebenen Versuche, 

erfolgreiche Erstellung der Protokolle zu den 

Versuchen 



Präsentation, Versuchsanleitungen zu den Laborexperimenten 

Vorlesung: Physikalische Chemie von Grenzflächen 



Die Studierenden verfügen über das Wissen der wichtigsten physikalisch-chemischen Eigenschaften 

von Grenzflächen. 


Die Studenten erkennen Zusammenhänge zwischen den physikalisch-chemischen Eigenschaften von 

Grenzflächen und auftretenden Grenzflächenphänomenen, die der Stabilisierung von Clustern sowohl 

in der Gasphase als auch in flüssiger und fester Phase zugrunde liegen. 


Die Studierenden können ihr Wissen hinsichtlich der Diskussion bedeutender Aspekte der Adsorption 

auf Festkörperoberflächen, der Adsorption an geladenen Grenzflächen, der Elektrokinetik und der 

Koagulation von Clustern anwenden. 

Inhalte 

• Vorstellung der Synthese und Stabilisierung von Clustern in der Gasphase und kolloidalen Lösungen 

• Erläuterung von Kolloidassoziaten 

• Besprechung von Phänomenen der Thermodynamik von Oberflächen, von Wechselwirkungspotentialen 

(van der Waals-Kräfte) und Transporteigenschaften innerhalb von Suspensionen zum 

Verständnis 

• Diskussion bedeutender Aspekte der Adsorption auf Festkörperoberflächen, der Adsorption an 

geladenen Grenzflächen, der Elektrokinetik und der Koagulation von Clustern 

• Vorstellung der statistischen Mechanik von Flüssigkeiten und Streuexperimenten an kolloidalen 

Strukturen 

• Untersuchung des Einflusses von externen Feldern auf die Größe und Form kolloidaler Teilchen 

• Diskussion von Begriffen wie elektrochemische Doppelschicht, Zetapotential und Rheologie 

Literatur 

[1] R. J. Hunter, Foundations of Colloid Science, Oxford University Press, 2004 

[2] G. Brezinsky, H. Mügel, Grenzflächen und Kolloide, Spektrum Verlag, 1993, Bergmann-Schäfer, 

Vielteilchensysteme, Band 5, Walter de Gruyter, 1992. 

Empfehlenswerte weitere (aktuelle) Literatur wird zu Beginn der Veranstaltung vorgestellt. 

Seite 64


Vorlesung: Kolloide und Nanoteilchen 



Die Studierenden kennen die grundlegenden Prinzipien der Kolloidchemie sowie Techniken der Strukturierung 

von Nanoteilchen als Grundlage ihrer Handhabung. 


Die Studenten beherrschen Kriterien, mit denen sie beurteilen können, wann kolloidale Lösungen 

stabil sind. 


Die Studierenden sind in der Lage das erlernte Wissen verbal und schriftlich darzustellen. Außerdem 

können sie anhand der erlernten Kriterien entscheiden, welche chemischen oder physikalischen Methoden 

für ein aufzubauendes nanostrukturiertes Bauelement (beispielsweise in der Nano- bzw. Mikroelektronik) 

am geeignetsten anzuwenden sind. 

Inhalte 

Teil „Kolloide“ der Vorlesung 

• Stabilisierung kolloidaler Lösungen 

• Besprechung 

o der Auswirkungen der wichtigsten statischen und elektrostatischen Wechselwirkungen 

auf die Stabilität und Koagulation von Teilchen anhand der DLVO-Theorie 

o der Stabilisierung durch oberflächenaktive Agenzien und die Bildung von Mizellkolloiden 

o der Erzeugung, der Stabilisierung und des Einsatzpotentials von Makro- und Mikroemulsionen 

o der Anordnung von kolloidalen Partikeln zu 3-dimensionalen Strukturen anhand von Latex-Partikeln 

als Beispiel zum Aufbau inverser Opale 

o 

o 

der Anwendung inverser Opale als photonische Kristalle als kleiner Seitenaspekt 

Kinetische Betrachtung von Nukleation und Wachstum bei kolloidchemischen Synthesen 

nach dem LaMer Modell. 

Teil „Nanopartikel“ der Vorlesung 

• Behandlung von Techniken der Stabilisierung und Deposition von Nanoteilchen ausgehend von 

den grundlegenden Methoden der Präparation von Nanoteilchen in gasförmiger, flüssiger und 

fester Phase 

o 

Ankopplung von Nanoteilchen über elektrostatische Wechselwirkung in fluiden Phasen 

an entsprechend vorbehandelten Oberflächen planarer und poröser Feststoffe (unterschiedliche 

Zeta-Potentiale). 

o Dekoration von Feststoffoberflächen mit Nanoteilchen nach der Langmuir-Blodgett- 

Technik unter Ausnutzung hydrophiler/ hydrophober Wechselwirkungen 

o Kovalente Bindung von Nanoteilchen an Feststoffen in strukturierter Form über das 

Knüpfen chemischer Bindungen 

o 

o 

o 

o 

o 

o 

Beliebige Strukturierungen von Schichten aus Nanoteilchen durch anisotropes Ätzen zusammen 

mit Positiv- und Negativ-Lithographietechniken 

Betrachtung von Sonderformen der Anordnung von Nanoteilchen sowie deren Synthese 

und Konzentration in mizellaren Flüssigkeiten, deren in situ-Synthese und Stabilisierung 

in porösen Feststoffen und die Erzeugung nanokristalliner Feststoffe durch Energieeintrag 

betreffend 

Besprechung der Rastertunnelmikroskopie und der Rasterkraftmikroskopie als bekannteste 

Vertreter einer Reihe von Rastersondentechniken, die eine große Bedeutung bei 

der Manipulation und Analyse von atomaren Oberflächenstrukturen besitzen 

Behandlung von Abscheidungen aus der Gasphase (CVD, PVD) sowie laser- und plasmagestützten 

Spurtechniken, die unter Ausnutzung unterschiedlicher Grenzflächenenergien 

zur 1D- und 2D-Nano-Strukturierung von Oberflächenschichten nach Volmer-Weber 

eingesetzt werden können 

Moderne kolloidchemische Syntheseverfahren zur Herstellung von metallischen, halbleitenden 

oder magnetischen Nanopartikeln 

Überstrukturbildung von Nanopartikeln durch Selbstanordnung, Entropiegesteuerte Verfahren; 

Überstrukturbildung von nichtsphärischen Nanopartikeln 

Literatur 

[1] H.-D. Dörfler, Grenzflächen- und Kolloidchemie, VCH Verlag, 1994 

[2] C.N.R. Rao, A. Müller, A.K. Cheetham, The Chemistry of Nanomaterials, Wiley-VCH, 2004. 


Praktikum: Grenzflächen, Kolloide und Nanoteilchen 

Seite 65




Die Studierenden sollen im Praktikum die besonderen Eigenschaften von kolloidalen Lösungen an 

Beispielen kennenlernen und damit den Inhalt der Vorlesungen vertiefen. Themen, die in den Vorlesungen 

aus Zeitgründen nicht abgehandelt werden können, werden hier ergänzend dargestellt. 

Darüber hinaus werden einige gängige Methoden zur Charakterisierung von Grenzflächen, Kolloiden 

und Nanoteilchen vorgestellt. 


Die Studierenden lernen eine Reihe wichtiger Verfahren kennen, die zur physikalisch-chemischen 

Charakterisierung von Grenzflächen und Kolloiden genutzt werden. Weiterhin werden Fähigkeiten 

der Probenpräparation vermittelt. 


Die Studierenden sollen dazu befähigt werden, weitgehend selbständig präparative Arbeiten im Bereich 

der Kolloid- und Grenzflächenchemie sowie physikalisch-chemische Messungen in diesem 

Bereich durchzuführen. Dabei sind insbesondere die hohen Anforderungen an die Reinheit von 

Substanzen und Sauberkeit des Arbeitens zu erwähnen, die sich im Rahmen dieser Thematik ergeben. 

Die Versuchsergebnisse werden ausgewertet und zusammen mit der zugehörigen Theorie 

in einem Protokoll dargestellt. 

Inhalte 

1) Kontaktwinkel:Es werden selbstorganisierte Monolagen (SAM) von Thiolen auf Münzmetalloberflächen 

hergestellt, chemisch modifiziert und mittels Kontaktwinkelmessungen charakterisiert. 

Dabei werden grundlegende Konzepte der Oberflächenthermodynamik erläutert. Die Funktionsweise 

des Mikrokontaktdruckens mittels SAMs wird dargestellt. 

2) Kritische Mizellbildung: Mittels Messungen der Grenzflächenspannung und der elektrischen 

Leitfähigkeit wird die Bildung von Mizellen in wässrigen Tensidlösungen verfolgt (Assoziationskolloide). 

Aus den Messreihen werden die kritische Mizellbildungskonzentration, sowie die freie 

Enthalpie, Enthalpie und Entropie der Mizellbildung ermittelt. 

3) Langmuir-Blodgett-Filme:Unter Verwendung einer Filmwaage werden Druck-Flächen- 

Isothermen von Langmuir-Blodgett-Filmen auf Wasser aufgenommen. Die kritischen Daten der 

untersuchten Filme werden bestimmt und aus diesen thermodynamische Daten gewonnen. In 

einem weiteren Versuchsteil werden Goldelektroden mit Langmuir-Blodgett-Filmen beschichtet 

und anschließend cyclovoltammetrisch untersucht. 

4) Nanoparticle Tracking Analysis:Die Größenverteilung von Teilchen in einer Reihe von Kolloiden 

bzw. Suspensionen von Nanoteilchen wird mittels „Nanoparticle Tracking Analysis“ untersucht. 

In diesem Zusammenhang wird auf die Theorie der Diffusion von Nanoteilchen in Lösungen 

(Fluktuationen, statistisch-thermodynamische Behandlung) eingegangen. 

5) Rasterkraftmikroskopie (AFM): Mittels eines AFM wird die Oberflächenstruktur einer Reihe von 

Proben eingehend analysiert. Es werden Ätzgruben in einem LiF-Substrat hergestellt und anschließend 

durch AFM sichtbar gemacht. Diese Studien können dazu verwendet werden, Stufenund 

Schraubenversetzungen an der Kristalloberfläche zu charakterisieren. 

6) Laser-Doppler-Anemometrie (Zeta-Potential): In diesem Versuch sollen kolloidale 

Silikasphären in wässriger Lösung synthetisiert werden. Mittels Laser-Doppler-Anemometrie wird 

die Oberflächenladung und kolloidale Stabilität in Abhängigkeit vom pH-Wert bestimmt. Die Beobachtungen 

sollen im Hinblick auf die zugrundeliegende Theorie interpretiert werden. 

Literatur 

R. J. Hunter, Foundations of Colloid Science, Oxford University Press 2001. 

Empfehlenswerte weitere (aktuelle) Literatur wird in den Versuchsbeschreibungen angegeben. 

Seite 66


Grundlagen der Materialanalytik 

Modulname 


Semester 


Dozenten 

Sprache 







Medienform 

Grundlagen der Materialanalytik 

(Basics of Material Analytics) 

V Grundlagen der Materialanalytik (2 SWS) 

WS, 1. Semester 

Caro 

Giese, Lacayo, Caro, Wiebcke 

Deutsch 



3 LP 

Keine 

Fortgeschrittene Kenntnisse in anorganischer, organischer 

und physikalischer Chemie, Grundkenntnisse 

in instrumentellen Analyseverfahren 

Erfolgreiche Durchführung aller vorgegebenen Versuche, 

erfolgreiche Erstellung der Protokolle zu den 

Versuchen 


Tafelanschrieb, Powerpoint-Präsentation, teilweise 

Skript zur Vorlesung, Versuchsanleitungen zu den 

Laborexperimenten 

Vorlesung Grundlagen der Materialanalytik 



Die Studierenden besitzen Vorstellungen über die wichtigsten Festkörpermaterialien und kennen die 

Methoden zur Charakterisierung von Festkörpern, zu denen die anorganischen Bulk-Materialien, organische 

Polymere, Nanoteilchen und auch die Komposite gehören. Sie erwerben Grundlagen über die 

hochauflösende analytische Elektronenmikroskopie am Beispiel von mikround nanostrukturierten 

Feststoffen (EDXS, SAED, TEM, SEM). Sie eignen sich die Verfahren und Modelle zur Ermittlung der 

Porosität von Festkörpern durch die Adsorption von Gasen, speziell der 

Quecksilberintrusionsporosimetrie, an und kennen die Anwendungsmöglichkeiten der Röntgenkleinwinkelstreuverfahren 

(SAXS) sowiedie speziellen Röntgenbeugungsmethoden an Pulverproben, aus 

ihnen sie über die Reflexverbreiterung auf die Teilchengröße schließen können (Scherrer-Formel). Sie 

beherrschen die Grundprinzipien thermoanalytischer Verfahren zur Materialcharakterisierung an Beispielen 

von Elastomeren und Polymeren hinsichtlich ihrer Identifizierung, Mikrostrukturaufklärung und 

quantitativer Analyse. Sie kennen die Gelpermeationschromatographie sowie die Besonderheiten der 

optischen Spektroskopie an Oberflächen und bei der Charakterisierung von Festkörpern. 


Die Studierenden sind in der Lage, unter Verwendung ihrer Fachkenntnisse die Materialeigenschaften 

von Festkörpermaterialien zu beurteilen und darauf basierend die einzelnen analytischen Verfahren 

anzuwenden. Sie kennen Beispiele zur Bestimmung der Größe und Form von dispergierten Nanoteilchen 

und zur Analyse der Struktur und Porosität amorpher Gele. Sie können im Falle der UV/Vis- 

Spektroskopie die diffuse Reflexion und den Kubelka-Munk-Formalismus zur Vermessung von Festkörpern 

zur Separierung der zu ermittelnden Absorption von unerwünschten Lichtstreuungen anwenden. 

Sie sind in der Lage Molmassen und Molmassenverteilungen von Polymeren zu charakterisieren 

und die Vor- und Nachteile der unterschiedlichen analytischen Methoden gegeneinander abzuwägen 

und zu bewerten. 


Sie sind in der Lage materialanalytische Sachverhalte verbal und schriftlich darzustellen. Sie können 

Literaturrecherchen zum Thema durchführen und zur Lösung und Erklärung von Problemstellungen 

anwenden. 

Inhalte 

Seite 67


Grundlagen der Elektronenmikroskopie (Geräteaufbau, Kontrastentstehung, Abbildungsmodi und 

Abbildungsfehler) 

o Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDXS) 

o Elektronenbeugung (SAED) 

o Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) 

o Rasterelektronenmikroskopie (SEM) 

o Röntgenbeugung an Pulverproben (Debye-Scherrer-Verfahren) 

o Röntgenkleinwinkelstreuverfahren (SAXS) 

Verfahren und Modelle zur Bestimmung der Porosität, der inneren Oberflächen und der Porengrößenverteilungen 

Quecksilberintrusionsporosimetrie 

Thermoanalytische Verfahren zur Materialcharakterisierung 

o Thermogravimetrie (TGA) 

o Dynamischen Differenzkalorimetrie (DDK bzw. DSC) 

o Thermomechanischen Analyse (TMA) 

Gelpermeationschromatographie (GPC) 

Optische Spektroskopie 

o Raman-Spektroskopie 

o IR-Spektroskopie (u.a. Messmethoden in ATR-Anordnung) 

o UV/Vis-Spektroskopie (diffuse Reflexion, Kubelka-Munk-Formalismus) 

Literatur 

[1] W. F. Hemminger, H. K. Cammenga: Methoden der thermischen Analyse, Springer Verlag, Berlin, 

Heidelberg, 1989, S. 57, 2 Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Bd. 5, Analysen und 

Messverfahren, Verlag Chemie Weinheim, 3 D. W. Brazier, Applicationsof Thermal Analytical 

Procedures in studyofElastomersandElastomer Systems, Rubber Chemistry and Technology, Vol. 53, 

S. 487 ff., [4] H. Kuzmany: Festkörperspektroskopie, Springer Verlag, 1990 [5] J.I. Goldstein, Scanning 

electronmicroscopyand X-raymicroanalysis, 3. ed., Kluwer Acad./Plenum Publ., New York, 2003, [6] L. 

Reimer, Scanning electronmicroscopy : physicsofimageformationandmicroanalysis, 2. ed., Springer, 

Berlin (1998). Empfehlenswerte weitere (aktuelle) Literatur wird zu Beginn der Veranstaltung vorgestellt. 

Seite 68


Instrumentelle Methoden II 

Modulname 


Semester 


Dozenten 

Sprache 







Modulprüfung 

Medienformen: 

Instrumentelle Methoden II 

(Instrumental Methods II) 

V Instrumentelle Methoden II (2 SWS) 

SS 

N.N., Heitjans 

Behrens, Berger, Binnewies, Caro , Dräger, N.N., 

Heitjans, Kasper, Kirschning, Scheper, Wiebcke, N.N. 

Deutsch 


67,5 h Selbststudium 

3 LP 

Keine 

Grundkenntnisse in Mathematik und Physik, Grundlagen 

der Anorganischen, Organischen und Physikalischen 

Chemie 

keine 

Klausur (1h) über die Themengebiete des Moduls 


Tafel, Overheadfolien, Powerpoint- 

Präsentation, Arbeitsblätter, Experimente 

Vorlesung Instrumentelle Methoden 2 



Die Studierenden erwerben grundlegende Kenntnisse in den Themenbereichen, der Optischen und 

NMR-Spektroskopie sowie Massenspektrometrie, Chromatographie und Elektrophorese und der thermischen 

Analyse. 


Die Studenten erlangen eine Einführung in physikalisch-chemische Messmethoden und können sie 

bezüglich der Anwendungsbereiche und der Präzision der Ergebnisse einschätzen. 


Sie können die Verfahren auf der Basis der vermittelten Grundlagen in den Praktika anwenden und die 

Sachverhalte schriftlich und verbal darstellen. Außerdem verfügen die Studenten über ein Urteilsvermögen 

bezüglich der unterschiedlichen Analysemethoden. 

Inhalte 

1.) NMR I 

Physikalische Grundlagen: Drehimpuls, magnetisches Dipolmoment, 

Spinquantenzahl, magnetogyrisches Verhältnis 

Kernspins im Magnetfeld 

Freier Induktionsabfall 

Einführung Fouier-Transform-NMR 

Spin-Gitter- und Spin-Spin-Relaxation 

Aufbau eines NMR-Spektrometers 

Strukturabhängigkeit der 1 H- und 13 C-NMR-Signale und der chemischen Verschiebungen 

Inkrementenregeln 

Zusammenhang von Molekülsymmetrie, Isochronie und Äquivalenz 

wichtige Spin-Systeme 

Chiralitätseffekte 

Moleküldynamik – temperaturabhängige NMR – NMR-Zeitskala 

2.) Optische Spektroskopie: 

Grundlagen: Elektronenniveaus, UV/VIS-Spektrometer, UV/VIS-Spektren 

Inkrementenregeln für Diene und Enone 

Seite 69


 

 

 

Konjugationseffekte 

Aromatenbanden 

Anwendungen 

3.) Chromatographie 

Theoretische Grundlagen 

Dünnschichtchromatographie (DC) 

Flüssigchromatographie (LC): analytische Verfahren, präparative Verfahren 

Ionenaustausch- und Ionenausschlusschromatographie 

Reversed-phase Chromatographie 

Gelchromatographie 

Affinitätschromatographie 

4.) Elektrophorese 

Theoretische Grundlagen 

Klassische Elektrophorese (trägerfrei und trägergebunden) 

Isoelektrische Fokussierung 

Isotachophorese 

Spezielle Anwendungen (CE, CE-MS-Kopplung, 2D-Verfahren) 

5.) Thermische Analyse: 

Physikalisch-chemische Grundlagen 

Differentielle Thermoanalyse (DTA) 

Thermogravimetrie (TG) 

Differential Scanning Calorimetry (DSC) 

Experimentelle Aufbauten und Anwendungsbeispiele. 

Literatur: 

Aktuelle Literatur wird in der Vorlesung bekannt gegeben 

Seite 70


Instrumentelle Methoden III 

Modulname 

Art der Lehrverantstaltung 

Semester 


Dozenten 

Sprache 







Modulprüfung 

Medienformen 

Instrumentelle Methoden III 

(Instrumental Methods III) 

V Instrumentelle Methoden III (2 SWS) 

WS 

Heitjans, Dames 

Behrens, Berger, Binnewies, Caro, Dräger, , Heitjans, 

Kirschning, Scheper, Wiebcke, Dames, N.N. 

Deutsch 


67,5 h Selbststudium 

3 LP 

Keine 

Grundkenntnisse in Mathematik und Physik, Grundlagen 

der Anorganischen, Organischen und Physikalischen 

Chemie 

keine 



Tafel, Overheadfolien, Powerpoint- 

Präsentation, Arbeitsblätter, Experimente 

Vorlesung Instrumentelle Methoden III 



Die Studierenden verfügen über vertiefte Kenntnisse in den Themenbereichen der NMR- und ESR- 

Spektroskopie, Massenspektroskopie, Elektronenmikroskopie und –spektroskopie sowie der magnetischen 

Verfahren. Sie kennen die verschiedenen Relaxationsmechanismen (T 1 und T 2 ) zur Erzeugung 

fluktuierender Felder und sind mit den unterschiedlichen Resonanzbedingungen im elektromagnetischen 

Spektrum vertraut. 


Sie verstehen die physikalisch-chemischen Messmethoden zur Analyse und Charakterisierung von 

Strukturen. 


Die Studierenden können die Verfahren auf der Basis der vermittelten Grundlagen in den Praktika anwenden 

und ihre Messergebnisse strukturanalytisch auswerten. Sie sind in der Lage die verschiedenen 

Messmethoden nach ihren Anwendungsbereichen zu unterscheiden und zu beurteilen. 

Inhalte 

1.) NMR II und ESR 

Grundlagen: klassische Vektordarstellung und quantenmechanische Beschreibung 

Blochsche Gleichungen 

Spin-Relaxation und dynamische Prozesse 

T 1 ( 13 C) 

Quadrupoleffekte 

Festkörper-NMR (MAS, CP) 

Grundagen der ESR – Unterschiede zur NMR 

Kern-Overhauser-Effekt (NOE-Effekt) 

Spin-Echo 

J-Modulation 

Polarisationstransfer 

Zweidimensionale NMR-Verfahren 

Feldgradienten-NMR, Diffusions-NMR und Tomographie 

2.) Massenspektrometrie 

Seite 71


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Begriffsdefinitionen 

Aufbau von Massenspektrometern 

Probeneinlasssysteme 

Ionisierungstechniken 

Trennverfahren 

Detektion 

Kopplungstechniken (LC/GC-MS, MS-MS) 

Molekulargewichtsbestimmung 

Strukturanalyse 

Bestimmung der elementaren Zusammensetzung 

spezielle MS-Verfahren (MALDI, ICP-MS, SIMS) 

3.) Elektronenmikroskopie, Elektronenspektroskopie, magnetische Verfahren 

Grundlagen: Rasterelektronenmikroskopie (REM) 

Mikro-Elementanalytik durch energy dispersive X-ray fluorescence (EDX) 

Sekundärelektronendetektion 

Rückstreuelektronendetektion, Transmissionselektronenmikroskopie 

Feldemission 

Elektronendiffraktion, Rastertunnelmikroskopie 

Atomkraftmikroskopie (AFM) 

Feldionenmikroskopie 

Environmental electron microscopy (ESEM) 

Elektronenstrahl-Mikroanalyse, Photoelektronenspektroskopie in den Varianten UPS und XPS 

Elektronen-Energieverlustspektroskopie 

Auger-Spektroskopie 

Magnetische Suszeptibilität, Magnetometer (Fadaday, SQUID) 

Seite 72


Molekulare und polymere Materialien 

Modulname 


Semester 


Dozenten 

Sprache 







Medienform 

Molekulare und polymere Materialien 

(Molecular and Polymeric Materials) 

V Molekulare und Polymere Materialien (3 SWS) 

SS 

Butenschön 

Butenschön, Giese, Renz 

Deutsch oder Englisch 



4 LP 

Keine 

Fortgeschrittene Kenntnisse in Anorganischer, Organischer 

und Physikalischer Chemie 

keine 

Klausur (120 min) über die Themengebiete des Moduls 

Tafelanschrieb, Overheadfolien, Beamer- 

Präsentation, Versuchsanleitungen zu den Laborexperimenten 

Vorlesung Molekulare und Polymere Materialien 



Die Studierenden erwerben in den Bereichen des molekularen Magnetismus, der magnetischen Materialien, 

der organischen Polymere sowie der molekularen Elektronik einen Überblick über die Möglichkeiten 

der Synthese von molekularen und polymeren Materialien sowie über die physikalischchemischen 

Eigenschaften bestimmter Stoffklassen mit ihrem Anwendungspotenzial als Materialien 

und Nanomaterialien. Dazu kennen sie die essentiellen physikochemischen Begriffe im Zusammenhang 

mit Polymeren und die in der Industrie aktuell eingesetzten Synthesewege. 


Sie verstehen den Aufbau, die Synthese und die supramolekulare Organisation von anwendungstechnisch 

relevanten organischen Polymeren. Sie sind in der Lage Zusammenhänge zwischen der Struktur, 

den Eigenschaften und Anwendungen von Festkörpern zu erkennen und können beurteilen, in 

welcher Weise die supramolekulare Organisation der Mehrphasensysteme von der Funktionalität der 

Nanopartikel sowie von dem chemischen Aufbau von Polymeren abhängt. 


Sie verstehen den Einsatz und den Herstellungsaufwand molekularer und polymerer Materialien. Sie 

sind in der Lage Literaturrecherchen durchzuführen, ihre Kenntnisse durch Erschließen wissenschaftlicher 

Texte zu vertiefen und problemorientierte Diskussionen zu führen. 

Inhalte 

Es wird eine Reihe von Materialien und Materialklassen behandelt, wobei die auftretenden Struktur- 

Eigenschafts-Beziehungen im Vordergrund stehen sollen: 

 

 

 

Molekularer Magnetismus 

o Eigenschaften und Anwendungen molekularer Materialien 

o Schwerpunkt in koordinationschemischen Verbindungen 

o 

Molekulare Schalter, Molekulare Maschinen 

Magnetische Materialien 

o Eigenschaften und typische Anwendungen 

o Supraleitung 

Organische Polymere 

o Struktur-Eigenschafts-Beziehungen über 

• Reaktionsmechanismen 

• Syntheseverfahren von Polymeren mit definierten Strukturen 

Seite 73


 

• Taktizität 

• Molmassenverteilung 

o supramolekulare Organisation der Polymere in Kristalliten 

o Bildung polymere Gläser 

o Beziehungen zwischen Morphologie und den mechanischen, optischen und elektrischen Eigenschaften 

der Werkstoffe 

o Synthese entropieelastischer Werkstoffe über die chemische oder physikalische Vernetzung 

von Kautschuken und Dispersionen von euklidischen bzw. fraktalen Nanopartikeln 

o typische Beispiele für die zu behandelnden Polymere: Kunststoffe, Kautschuke und Fasern 


o Im Rahmen der Lehreinheit „Molekulare Elektronik“ werden grundlegende Fragen der dafür 

relevanten molekularen Materialien behandelt. 

o ausgewählte Synthesen 

o Wege der Selbstorganisation von Molekülen zu „molekularen Drähten“ und „Schaltern“ 

o Aspekte der Kontaktierung und Vermessung 

Literatur 

W. Göpel, C. Ziegler, Einführung in die Materialwissenschaften: Physikalisch-Chemische Grundlagen 

und Anwendungen, Teubner, 1996. - C.N.R. Rao, A. Müller, A.K. Cheetham, The Chemistry of Nanomaterials, 

Wiley-VCH, 2004. - R. Memming, D. Vanmaekelbergh,, Semiconductor Electrochemistry, 

Wiley-VCH, 2001. - E. V. Anslin, D. A. Dougherty, Modern PhysicalOrganic Chemistry, Univ. Science 

Books, Sausalito 2006, Kap. 13, 17. Empfehlenswerte weitere (aktuelle) Literatur wird zu Beginn der 

Veranstaltung vorgestellt. 

Seite 74


Organische Chemie I 

Modulname 


Semester 


Dozenten 

Sprache 







Modulprüfung 

Medienformen 

Organische Chemie I 

(Organic Chemistry I) 

V Organische Chemie I (4 SWS) 

Ü Organische Chemie I (1 SWS) 

WS 

Kalesse 

Butenschön, Kalesse 

Deutsch 



6 LP 

Keine 

Grundlagen der Allgemeinen Chemie 

Keine 




Präsentation, Arbeitsblätter 

Vorlesung und Übung Organische Chemie I 



Die Studierenden erwerben im Rahmen dieser Lehrveranstaltung Kenntnisse über die Grundlagen und 

Konzepte der Organischen Chemie und verstehen diese anzuwenden. Sie kennen die wichtigsten 

Stoffklassen der Organischen Chemie und beachten bei der Erarbeitung von den grundlegenden ionischen 

sowie radikalischen Reaktionen äußere Einwirkungen, z.B. durch das Lösungsmittel, und die 

Eigenschaften von Verbindungen. 

Des Weiteren kennen sie in Grundzügen die Bedeutung organischer Verbindungen in der Industrie 

und Medizin. 


Die Studierenden können die Eigenschaften hinsichtlich der Wirkungsweise ihrer funktionellen Gruppen, 

ihrer Struktur und der damit einhergehenden Polarisierbarkeit und dem Säure/Base-Verhalten 

einschätzen. Mit Hilfe ihrer erworbenen Grundlagen sind sie befähigt die Reaktivität von Elektrophilen 

und Nucleophilen vorauszusagen. 


Die Studierenden können wesentliche Sachverhalte der organischen Chemie schriftlich sowie verbal 

definieren. Sie sind in der Lage essentielle Informationen aus den gegebenen Bedingungen herauszuarbeiten, 

zu strukturieren und fachgerechte Schlussfolgerungen zum Lösen des Problems zu formulieren. 

Die Übungen sind so gestaltet, dass sie den Inhalt der Vorlesung vertiefen und festigen und sich auf 

dieser Basis in den darauf aufbauenden Lehrveranstaltungen weiterentwickeln. 

Inhalte 

In der Vorlesung und Übung werden folgende Themen behandelt 

Struktur und Bindung organischer Moleküle 

Alkane 

Stereochemie 

Halogenalkane 

Nucleophile Substitution, Eliminierung, Addition; 

Alkohole, Ether 

NMR-Spektroskopie 

Alkene Alkine 

Infrarot-Spektroskopie 

Delokalisierte -Systeme 

Seite 75


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Aromatizität 

elektrophile aromatische Substitution 

Reaktionen der Benzolderivate, 

Aldehyde, Ketone 

Umpolung 

Enole, Enone 

metallorganische Reagenzien 

Reduktionen, Oxidationen 

Carbonsäuren, Derivate und Reaktionen 

Massenspektrometrie 

Amine, Kohlenhydrate, Aminosäuren, Peptide, Nukleinsäuren, Terpene, Polyketide 

Die oben aufgeführten Inhalte, speziell die Stoffgruppen und Konzepte, sollen in der Übung anhand 

von konkreten Beispielen vertieft werden. Dazu werden Verbindungen der entsprechenden Stoffgruppen 

aus dem täglichen Leben herangezogen und deren Verhalten und Bedeutung durch die Verwendung 

der in der Vorlesung gelehrten Inhalte erklärt. In der Übung soll auf diese Weise, der Zusammenhang 

zwischen den funktionellen Gruppen und deren Wechselspiel verdeutlicht werden. 

Literatur 

K.P.C. Vollhardt, N.E. Schore, Organische Chemie, 3. Aufl., Wiley-VCH (2000), 

Clayden Greeves, Warren, Wothers, Organic Chemistry, Oxford University Press, ISBN 0198503466; 

I. Fleming, Frontier Orbitals and Organic Chemical Reaktions, John Wiley & Sons, ISBN 0471 018198 

Seite 76


Physikalische Chemie II 

Modulname 


Semester 


Dozenten 

Sprache 







Modulprüfung 

Medienformen 

Physikalische Chemie II 

(Physical Chemistry II) 

V Physikalische Chemie II (2 SWS) 

Ü Physikalische Chemie II (1 SWS) 

WS 

Becker 

Becker, Caro, Heitjans, Imbihl 

Deutsch 



12 LP 

keine 

Grundlegende Kenntnisse in Physikalischer Chemie 

(Thermodynamik), Physik und Mathematik 

Keine 

Klausur über die Inhalte der Vorlesung 


Tafel, Overheadfolien, Powerpoint-Präsentation, Arbeitsblätter, 

Experimente 

Vorlesung Physikalische Chemie II 



Die Studenten lernen den Aufbau der Materie auf der Grundlage der Quantenmechanik kennen. Sie 

kennen, unter anderem die Grundlagen der Wellenmechanik. Die Studierenden lernen außerdem 

neue Konzepte zur Berechnung der physikalischen Eigenschaften der kleinsten Teilchen kennen, wie 

z.B. die Heisenbergsche Unschärferelation. Zudem kennen sie einige wichtige Modelle, wie z.B. das 

Teilchen im Kasten, den starren Rotator oder den Harmonischen Oszillator. Außerdem lernen sie moderne 

physikalisch-chemische Untersuchungsmethoden wie die NMR-oder IR-Spektroskopie näher 

kennen. 


Die Studierenden sind in der Lage den Atomaufbau mit Hilfe der Quantenchemie zu beschreiben und 

die Konzepte der Quantenmechanik schriftlich und verbal wiederzugeben. 


Die Studenten können die erlernten theoretischen Kenntnisse zum Aufbau der Materie auf Systeme 

anwenden und sie nähergehend mit Hilfe der Konzepte der Quantenmechanik interpretieren. 

Inhalte 

Bausteine der Atome 

Bohr ‘sches Atommodell 

Grundlagen der Wellenmechanik 

die Heisenberg ‘sche Unschärferelation 

die Schrödinger-Gleichung 

einfache Systeme: Teilchen im Kasten, starrer Rotator, 

Harmonischer Oszillator 

das H-Atom 

Mehrelektronensysteme 

Pauli-Verbot und Slater-Determinanten 

Grundlagen der Spektroskopie 

quantenchemische Näherungsverfahren 

Literatur 

P.W. Atkins, Physikalische Chemie, 3. korr. Aufl., Wiley-VCH, Weinheim 2002 

G. Wedler, Lehrbuch der Physikalischen Chemie, 4. Aufl., Wiley-VCH, Weinheim 1997Weitere Literatur 

wird in der Vorlesung bekannt gegeben. 

Seite 77


Physikalische Materialchemie 

Modulname 


Semester 


Dozenten 

Sprache 







Medienformen 

Physikalische Materialchemie 

(Physical Materials Chemistry) 

V1 Physikalische Chemie von Festkörpern und Nanosystemen 

(3 SWS) 

Ü Physikalische Chemie von Festkörpern und Nanosystemen 

(1 SWS) 

V2 Funktionsprinzipien ausgewählter Festkörpermaterialien 

(3 SWS) 

WS 

Caro 

V1: Feldhoff, Heitjans 

V2: Bahnemann, Caro, Klüppel, Dorfs, Bigall 

Deutsch 



8 LP 

Keine 


Keine 


des Moduls 


Präsentation, Übungsblätter, Versuchsanleitungen 

zu den Laborexperimenten 

Vorlesung 1 / Übungen: Physikalische Chemie von Festkörpern und Nanosystemen 



Die Studenten verfügen über Wissen in dem Bereich der physikalischen bzw. physikalisch-chemischen 

Grundlagen zum Verständnis der besonderen Eigenschaften von Festkörper-Systemen als komplexes 

Funktionsmaterial. Dazu gehören das Bändermodell, die Thermodynamik realer Festkörper unter Berücksichtigung 

nanostrukturierter Systeme, die Elektrochemie mit Hinblick auf Elektroden und die 

Festkörperelektrochemie mit Festionenleitern als Elektrolytsysteme. 

Die Studierenden kennen zudem die Grundlagen für die Anwendung nanostukturierter Festkörper und 

für die Anordnungen von Nanoteilchen in Bauteilen. 


Die Studierenden sind in der Lage jene Unterschiede zu erkennen, die auftreten, wenn die Abmessungen 

der Festkörper-Teilchen in den Bereich weniger Nanometer hinein absinken. 


Die Studenten können das erlernte Wissen verbal und schriftlich darstellen, sowie es in Diskussionen 

beispielsweise über die Kinetik oder Dynamik in Festkörpern einbringen. 

Inhalte 

• Gitteraufbau von Festkörpern 

o Bravais-Gitter 

o Symmetrien 

o Quasikristalle 

• Strukturaufklärung mit Beugungsmethoden 

o mit Röntgenstrahlung, Elektronen, Neutronen 

o reziproker Raum 

o Beugungsbedingung (Laue, Bragg, Brillouin) Symmetrien 

o Atom(formfaktor) und Strukturfaktor 

o Brillouin-Zonen 

o Patterson-Funktion 

• Dynamik von Atomen in Festkörpern und Nanosystemen 

Seite 78


o harmonische Näherung der Atomdynamik 

o Quantisierung der Gitterschwingungen 

o Phononendispersion 

o Einstein- und Debye-Modell für die Wärmekapazität 

• Dynamik von Elektronen in Festkörpern und Nanosystemen 

o freies Elektronengas zum Verständnis der Glühemission 

o quasifreie Elektronen im Festkörper 

o Bändermodell für kristalline und amorphe Festkörper (Isolatoren, Halbleiter, Leiter) 

o p-n-Übergang 

• Thermodynamik realer Festkörper 

o unter besonderer Berücksichtigung nanostrukturierter Systeme auf der Basis der Grenzflächenthermodynamik 

o als Basis zur Diskussion von Fragen der Kinetik und Dynamik in Festkörpern 

• Spezielle Nanosysteme 

o anhand aktueller Beispiele der Fachliteratur (z.B. nanostrukturierte Thermoelektrika) 

Literatur 

[1] Ch. Kittel, Einführung in die Festkörperphysik 

[2] H. Ibach, H. Lüth, Festkörperphysik[3] M.N. Rudden, J. Wilson, Elementare Festkörperphysik und 

Halbleiterelektronik 


Vorlesung 2: Funktionsprinzipien ausgewählter Festkörpermaterialien 



Die Studenten kennen die Funktionsprinzipien und die physikalisch-chemischen Eigenschaften von 

Festkörpermaterialien mit großer aktueller Bedeutung in der Anwendung. 


Die Studierenden können die aktuellen Optimierungsmöglichkeiten für ausgewählte Materialsysteme 

erkennen. Außerdem sind sie in der Lage den funktionsorientierten Aufbau komplexer Materialien zu 

verstehen. 


Die Studenten können das erlernte Wissen verbal und schriftlich darstellen und zur Lösung vorliegender 

Aufgabenstellungen oder Problemstellungen anwenden. Zudem sind sie imstande aktuelle Themen 

aus dem Bereich der Funktionsprinzipien ausgewählter Festkörpermaterialien zu diskutieren. 

Inhalte 

Behandlung einer Reihe von Materialien und Materialklassen 

• im Vordergrund stehen die auftretenden Struktur-Eigenschafts-Beziehungen 

• basierend auf der gedanklichen Kette: vom Molekül zum Material zum Bauelement 

• die folgenden Materialien werden exemplarisch betrachtet und nach der gedanklichen Kette dargestellt 

o Hartwerkstoffe 

o Metalle 

o magnetische Materialien 

o Katalysatoren 

o ein photokatalytisches System 

o Membranmaterialien 

o Systeme zur Sensorik 

o Materialien von Brennstoffzellen 

o Materialien von Solarzellen 

o Materialien von Batterien 

o Halbleiterbauelemente 

o photonische Materialien 

o Metallnanopartikel 

o Halbleiternanopartikel 

Seite 79


• Im folgenden werden die einzelnen Themengebiete der verschiedenen Materialien genauer dargestellt: 

o Hartwerkstoffe 

• Behandlung von Fragen der chemischen Stabilität und der Nanostruktur der Hartwerkstoffe 

in Abhängigkeit von der Geometrie als Kompaktmaterial oder Dünnschicht 

• Es werden dabei die speziellen mechanischen Eigenschaften von nanostrukturierten 

Werkstoffen betrachtet. 

o 

o 

o 

o 

o 

o 

o 

o 

o 

Metalle 

• Erklärung der elektrischen Eigenschaften, der Wärmeleitung und Deformierbarkeit 

bei gleichzeitig mechanischer Stabilität ausgehend vom Modell der metallischen 

Bindung 

Magnetische Materialien 

• Einführung in den Bereich von Festkörpern mit interessanten magnetischen Eigenschaften 

und ihren typischen Anwendungen sowie ihren Struktur-Eigenschaft- 

Korrelationen 

• Erklärung des Auftretens von Ferro-, Ferri- und Antiferromagnetismus makroskopischer 

Materialien sowie deren Charakterisierungsmethoden 

• Einführung in den Superparamagnetismus kolloidaler Materialien 

Katalysatoren 

• Herstellung und Stabilisierung nanoskaliger Oxid- und Metallpartikel auf üblichen 

Trägern wie Oxiden oder Kohlenstoff 

• Der Schwerpunkt liegt einerseits auf der Nanostruktur der Kontaktfläche zwischen 

Katalysator und Katalysator-Träger und andererseits auf dem hierarchischen Strukturaufbau. 

Photokatalytisches System 

• Behandlung des komplexen Zusammenwirkens von Superhydrophilie und Photo- 

Oxidation in Halbleiterkatalysatoren mit Nano-Design beim Schadstoffabbau in gasförmiger 

und flüssiger Phase 

• Behandlung von „smarten“ Nanomaterialien mit maßgeschneiderten Oberflächeneigenschaften 

für die Anwendung in der Photokatalyse 

Membranmaterialien 

• Poröse und dichte Materialien und ihre Strukturierung zu Membranen für die Gastrennung 

• Behandlung grundlegender Fragen über molekulare Materialien im Rahmen der 

Lehreinheit „Molekulare Elektronik“ 

• Vorstellung ausgewählter Synthesen 

• Aufzeigung von Wegen der Selbstorganisation von Molekülen zu „molekularen Drähten“ 

und „Schaltern“ 

• Diskussion von Aspekten der Kontaktierung und Vermessung 

Systeme zur Sensorik 

• Erläuterung moderner Systeme zur Gassensorik 

• Zentrale Aspekte sind die elektrochemischen Grundlagen der Nachweise bzw. der 

Ionenleitung und die Darstellung der notwendigen komplexen modularen Aufbauten 

Materialien von Brennstoffzellen 

• Erläuterung der Aufbau- und Wirkprinzipien der aktuell angewendeten Brennstoffzell-Systeme 

• Das Hauptaugenmerk liegt auf dem funktionellen Ineinandergreifen der verschiedenen 

Komponenten. 

Materialien von Solarzellen 

• Vorstellung und Vergleich der verschiedenen Aufbau- und Funktionsstrategien moderner 

photovoltaischer Zellen (Si-Solarzellen, Halbleiter-Dünnschichtzellen, Farbstoff-sensibilisierte 

Zellen und rein organische Solarzellen) 

Materialien von Batterien 

• Vorstellung moderner Batteriesysteme mit Schwerpunkt auf Li + -Ionen-Speicher 

Seite 80


• Der Schwerpunkt liegt auf den Struktur-Eigenschafts-Beziehungen. 

o 

o 

o 

o 

Halbleiterbauelemente 

• Erklärung des Aufbaus und der Wirkungsweise von Dioden und Feldeffekt- 

Transistoren 

• Im Mittelpunkt stehen die Elektrochemie von Halbleiter-Metall- und Halbleiter- 

Halbleiter-Kontakten. 

Photonische Materialien 

• Vorstellung der Prinzipien moderner optisch aktiver Werkstoffe für die Entwicklung 

von Mikro-Lasern, für die optische Datenspeicherung und für die optische Leiterbahnentechnik 

Metallnanopartikel 

• Eine Einführung in wichtige Synthesemethoden kolloidaler Metallnanopartikel wird 

gegeben 

• Erklärung physikalischer Effekte wie der Ausbildung 

lokalisiserterOberflächenplasmonresonanzen 

Halbleiternanopartikel 

• Physikalische Eigenschaften von Halbleiternanopartikeln (Quantenpunkten): Bändermodell, 

effektive Masse von Ladungsträgern, Größenquantiserungseffekt 

• Schwerpunktbildung auf optischen Eigenschaften: Lichtabsorption, Fluoreszenz, Ladungsträger“trapping“ 

etc. 

• Kurze Vorstellung moderner Syntheseverfahren: Form- und Zusammensetzungskontrolle 

von kolloidalen Halbleiterpartikeln 

Literatur 

[1] W. Göpel, C. Ziegler, Einführung in die Materialwissenschaften: Physikalisch-Chemische Grundlagen 

und Anwendungen, Teubner, 1996 

[2] C.N.R. Rao, A. Müller, A.K. Cheetham, The Chemistry of Nanomaterials, Wiley-VCH, 2004 

[3] R. Memming, D. Vanmaekelbergh, Semiconductor Electrochemistry, Wiley-VCH, 2001 

[4] M.N. Rudden, J. Wilson, Elementare Festkörperphysik und Halbleiterelektronik, Spektrum Verlag, 

1995 

[5] J. Jahns, Photonik, Oldenbourg Verlag, 2001 


Seite 81


Praktikum zur Vorlesung „Funktionsprinzipien ausgewählter Festkörpermaterialien“ 

Modulname 

Art der Lehrveranstaltung / 

SWS 

Semester 


Dozenten 

Sprache 







Praktikum zur Vorlesung „Funktionsprinzipien ausgewählter 

Festkörpermaterialien 

(Practicum to the lecture "Principal Functions of selected 

Solid State Materials") 

P Funktionsprinzipien ausgewählter Festkörpermaterialien (3 

SWS) 

WS 

Caro 

V1: Feldhoff, Heitjans 

V2: Bahnemann, Caro, Klüppel, Dorfs, Bigall 

Deutsch 



4 LP 

Keine 


Erfolgreiche Durchführung aller vorgegebenen Versuche, erfolgreiche 

Erstellung der Protokolle zu den Versuchen 

Keine 

Praktikum: Funktionsprinzipien ausgewählter Festkörpermaterialien 



Durch die Versuche im Praktikum wird eine Vertiefung des Vorlesungsstoffes erreicht, sodass die Studenten 

unter anderem aufbauend auf der Vorlesung über das Wissen wichtiger Eigenschaften von 

Festkörpermaterialien anhand von ausgewählten Beispielen im Praktikum verfügen. 


Die Studierenden sind in der Lage die chemische Synthese der Materialien mit der physikalischchemischen 

Bestimmung ihrer Eigenschaften zu kombinieren, um die vorliegenden Versuche zu bearbeiten. 


Die Studenten können die Versuche mit Hilfe ihres erlernten Wissens korrekt durchführen sowie die 

Messergebnisse exakt darstellen. Außerdem sind sie in der Lage die erhaltenen Ergebnisse kritisch zu 

betrachten und zu diskutieren, um letztendlich ein Urteil für den jeweiligen Versuch zu erhalten. 

Inhalte 

Verknüpfung von synthetischem Arbeiten mit der Probencharakterisierung und der Bestimmung wichtiger 

physikalisch-chemischer Parameter 

Es werden Versuche mit den folgenden zentralen Themen behandelt: 

• Mechanochemie 

o Behandlung einer äquimolaren Mischung aus CaF 2 und SrF 2 in einer Planetenkugelmühle 

o Interpretation des Röntgenpulverdiffraktogramms 

o Bestimmung der mittleren Kristallgröße nach der Scherrer-Gleichung 

• Photokatalytischer Schadstoffabbau 

o Herstellung von TiO 2 - und TiO 2 /CdS Dünnschichtfilmen für den photokatalytischen Abbau 

eines organischen Farbstoffs (Methylenblau) als Testmolekül 

o Einbringung des CdS über elektrochemische Abscheidung in die porösen TiO 2 -Filme 

(Tauchziehverfahren in Anwesenheit eines Porogens) 

o Abbau des gelösten Farbstoffs in Lösung erfolgt mittels UV-VIS-spektroskopischer Analyse 

• Kolloidale Metallnanopartikel 

Seite 82


o 

o 

o 

Herstellung kolloidaler Gold-, Silbernanopartikel sowie Platinnanopartikel verschiedener 

Größen 

Extinktionsspektrometrische Charakterisierung der Nanopartikel 

Diskussion der Größenabhängigkeit der energetischen Lage des lokalisierten Oberflächenplasmons 

• Halbleiternanopartikel 

o Synthese von kolloidalen CdSe Nanokristallen (Quantenpunkten) im Größenbereich von 

2 bis 6 nm. 

o Verfolgung des Partikelwachstums mittels UV/Vis-Absorptionsspektroskopie (Brus- 

Gleichung, Größenquantisierungseffekt) 

o Fluoreszenzspektroskopie an allen Proben 

o Charakterisierung des Endprodukts mittels Pulverröntgendiffraktometrie (Scherrer Gleichung) 

und mittels Transmissionselektronenmikroskopie. 

• Protonen-leitende Membranen für Brennstoffzellen 

o Sulfonsäure-Funktionalisierung von mesoporösem Si-MCM-41 als Additiv zur protonenleitender 

Membran in Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen 

o Vergleich verschiedener Arten der Oberflächenfunktionalisierung in Bezug auf die erzielbare 

Ionenaustauschkapazität und die Messung der resultierenden Protonenleitung 

(impendanzspektroskopische Bestimmung) 

• Mikrowellenheizen in der Synthese poröser Materialien 

o Synthese einer metallorganischen Gerüststruktur (MOF) des Typs ZIF-8 durch Mikrowellenheizen 

in Teflonautoklaven und anschließender Aufarbeitung des Produktes 

• Charakterisierung eines kristallinen Pulvers durch Röntgenpulverdiffraktometrie und Elektronenmikroskopie 

o Vertiefte Analyse der im Rahmen des Versuches „Synthese des MOF ZIF-8“ hergestellten 

Produkte durch Röntgenpulverdiffraktometrie am Bruker D8 und am Jeol Rasterelektronenmikroskop 

(Bildaufnahme plus Elementanalytik durch EDXS) 

Literatur 

Die Versuchsbeschreibungen und weiterführenden Literaturstellen werden bei den einzelnen Versuchen 

angegeben. 

Seite 83


Bipolarbauelemente 

Bipolar Devices 

Dozent: Wietler 



Aufbauend auf der Vorlesung "Halbleiterelektronik" aus dem Bachelorstudium sollen 

vertiefte Kenntnisse der physikalischen Vorgänge in Halbleiterbauelementen und deren 

Funktionsmechanismen erworben werden. Auf Grund dieses Wissens sollen die statischen 

und dynamischen Eigenschaften der Bipolarbauelemente erarbeitet werden. Im Ergebnis 

sollen die Studierenden die wichtigsten wissenschaftlichen Kenntnisse erwerben, die einen 

Einstieg in die Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Bauelemente der 

Mikroelektronik und der Nanoelektronik ermöglichen. 

Inhalt: 

- Physikalische Grundlagen der Halbleiterelektronik - Bändermodell 

- Ladungsträger im Halbleiter 

- Stromtransportmechanismen 

- Generation und Rekombination von Ladungsträgern 

- pn-Diode – Aufbau und Funktionsprinzip der pn-Diode 

- Statisches und dynamisches Verhalten der pn-Diode 

- Anwendungen und spezielle Diodentypen 

- Metall-Halbleiter-Übergänge – Ohmsche und Shottky-Kontakte 

- Bipolartransistoren – Aufbau und Funktionsprinzip 

- Modellierung des statischen und dynamischen Verhaltens von Bipolartransistoren 


Empfohlene Vorkenntnisse: Grundlagen der Halbleiterbauelemente 


--- 


Vorlesungsskript: Hofmann, Bipolarbauelemente (Physik, Dioden, Bipolartransistor); R.F. Pierret, Semiconductor 

Device Fundamentals, Addison-Wesley, 1996; ; R.S. Muller and T.I. Kamins, Device Electronics for Integrated 

Circuits, John Wiley & Sons, 2003; S.M. Sze and K.K. Ng, Physics of Semiconductor Devices, Wiley-Interscience, 

2007 


--- 





V2/Ü1 

LP: 4 

WS 


Seite 84


Grundlagen der Epitaxie 

Introduction to Epitaxie 

Dozent: Fissel 

Webseite: http://www.lfi.uni-hannover.de/org/semiconductor/fissel/Vorlesung_Epitaxie.html 


Die Epitaxie ist eine wissenschaftliche Methode zur Untersuchung der Mechanismen des 

Wachstums (der Herstellung) von einkristallinen Schichten und Schichtsystemen. Gleichzeitig stellt die Epitaxie 

eine wichtige Technologie der heutigen Mikroelektronik dar. Interessant für zukünftige Anwendungen der Epitaxie 

ist insbesondere die Möglichkeit der kontrollierten Erzeugung von kristallinen Materialien und Materialsystemen 

auf Größenskalen von wenigen Nanometern. Die Studierenden erwerben somit fundiertes Wissen über die theoretischen 

und experimentellen Grundlagen zukunftsträchtiger Methoden der Nanotechnologie. Sie kennen verschieden 

experimentelle Ansätze und können diese aufgrund ihrer Stärken und Schwächen einordnen. 

Inhalt: 

- Grundlagen der Kristallographie 

- Oberflächen 

- Analysemethoden 

-Verfahrender Epitaxie 

- Mechanismen des Schichtwachstums 

- Methoden der Epitaxie 

- Dotierungen und Defekte 

- Epitaxie niedrig-dimensionaler Strukturen 

- Experimentelle Untersuchungen der Epitaxieprozesse 


Empfohlene Vorkenntnisse: Halbleitertechnologie 


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Vorlesungsskript „Epitaxie“; Fissel, A ; Schneider, H.S.; Ickert, L.: Halbleiterepitaxie, Dr. Alfred 

Hüthig Verlag, Heidelberg 1984; Kleber, W.: Einführung in die Kristallographie; Verlag Technik, 

Berlin 


Laborführung im Rahmen der Vorlesung 





V2/Ü1 

LP: 4 

SS 


Seite 85


Grundlagen integrierter Analogschaltungen 

Advance Integrated Analog Circuits 

Dozent: Mathis 

Webseite: http://www.tet.uni-hannover.de/analogschaltungen.html 


Im Rahmen der Veranstaltung erlernen die Studierenden die Prinzipien der Schaltungstechnik und die Abhängigkeit 

der analoger Schaltungsstrukturen von der jeweils verwendeten Technologie kennen. Dazu werden beispielhaft 

verschiedene lineare und nichtlinear arbeitende Schaltungsklassen behandelt. Der Entwurf ausgewählter 

Schaltungen wird für die CMOS-Technologie erläutert. In der Übung werden den Studierenden praktische Beispiele 

auf der Grundlage eines Schaltkreissimulators und selbstgeschrieben MATLAB-Programmen vermittelt, wobei 

auch die Arbeit mit Datenblättern eingeübt wird. Weiterhin werden Schaltkreissimulatoren wie 

PSPICE und das CADENCE Design System eingesetzt. 

Inhalt: 

- Einführung: Lineare und nichtlineare Modelle der analogen Schaltungstechnik 

- Mathematische Grundlagen nichtlinearer dynamischer Netzwerke 

- Die wichtigsten Modellklassen nichtlinearer Netzwerke 

- Nichtlineare Übertragungssysteme und deren Eigenschaften 

- Oszillatoren, PLL und Sigma-Delta-Wandler: Analysemethoden 


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T.H. O'Dell: Die Kunst des Entwurfs elektronischer Schaltungen (deutsche Bearbeitung J. 

Krehnke, W. Mathis), Springer-Verlag 1990; T. H. O'Dell: Circuits for Electronic Instrumentation, Cambridge Univ 

Press, 2005 


Simulationsbasierte Übung 

In jedem Semester wird - wenn möglich - ein auswärtiger Gastdozent eingeladen, der sich mit speziellen Themen 

des Entwurfs integrierter Schaltungen befasst 





V2/Ü1 

LP: 4 

WS 


Seite 86


Halbleitertechnologie 

Semicondoctor Technology 

Dozent: Osten 



Diese Vorlesung vermittelt Grundkenntnisse der Prozesstechnologie für die Herstellung von integrierten Halbleiterbauelementen 

der Mikroelektronik. Die Studierenden lernen Einzelprozessschritte zur Herstellung von Sibasierten 

mikroelektronischen Bauelementen und Schaltungen sowie analytische und messtechnische Verfahren 

zur Untersuchung von mikroelektronischen Materialien und Bauelementen kennen. 

Inhalt: 

-Technologietrends 

-Wafer-Herstellung 

- Technologische Prozesse 

- Dotieren, Diffusion, Ofenprozesse 

- Implantation 

- Oxidation 

- Schichtabscheidung 

- Epitaxie 

- Planarisieren 

- Lithografie 

- Nasschemie 

- Plasmaprozesse 

- Metrologie 

- Post-Fab-Verarbeitung 


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Vorlesungsskript (online); B. Hoppe: Mikroelektronik, Teil 2 (Herstellungsprozesse für integrierte 

Schaltungen), Vogel-Fachbuchverlag, 1998,ISDN 8023 1588; Stephen A. Campbell: The Science and 

Engineering of Microelectronic Fabrication, Oxford University 


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V2/Ü1 

LP: 4 

WS 


Seite 87


Laborpraktikum Halbleitertechnologie 

Semiconductor Technology Laboratory 

Dozent: Osten 

Webseite: 


Das Labor vermittelt anhand mehrerer Versuche praxisnah die wichtigen Aspekte der Herstellung von mikroelektronischen 

Bauelementen. 

Inhalt: 

Die Teilnehmer werden in dem Labor alle zur Herstellung einer integrierten Schaltung notwendigen Prozessschritte 

kennen lernen und zum größten Teil selbst ausführen. Die von den Teilnehmern hergestellten Halbleiterbauelemente 

werden elektrisch charakterisiert. 


Kenntnisse aus den Vorlesungen "Halbleitertechnologie" und "Grundlagen der Halbleiterbauelemente" sind Voraussetzung 

für die Teilnahme an dem Labor. 


Kenntnisse aus den Vorlesungen "Halbleitertechnologie" und "Grundlagen der Halbleiterbauelemente" sind Voraussetzung 

für die Teilnahme an dem Labor. 


Wird im Praktikum bekanntgegeben 


Das Labor wird als Blockveranstaltung im Januar durchgeführt. 




Studienleistung: Protokoll 

P4 

LP: 4 

WS 


Seite 88


MOS-Transistoren und Speicher 

MOS-Transistors and Memories 

Dozent: Wietler 

Webseite: http://www.mbe.uni-hannover.de/index.php/interne_Seite.html?id=96 


Die Studierenden erlernen den Aufbau, die Funktionsprinzipien und Eigenschaften von MOS-Dioden und MOS- 

Feldeffekttransistoren. Darauf aufbauend werden Modelle des statischen und dynamischen Verhaltens von 

MOSFETs erarbeitet. Im letzten Abschnitt werden Speicher und Ladungsverschiebungselemente unter besonderer 

Berücksichtigung der Technologie hochintegrierter Schaltungen vorgestellt. 

Inhalt: 

- Die MOS-Diode 

- Aufbau und Funktionsprinzip der idealen und realen MOS-Diode 

-.Kapazitäts-Spannungs-Verhalten der MOS-Diode 

- Der MOS-Feldeffekttransistor (MOSFET) 

- Aufbau und Funktionsprinzip des MOSFET 

- Modelle zur Beschreibung des statischen und dynamischen Verhaltens von Langkanal-MOSFETs 

- Skalierung von MOSFETs und Kurzkanalffekte 

- SOI und Power-MOSFETs 

- MOSFET-Grundschaltungen 

- Speicher und Ladungsverschiebungselemente 

- SRAM, DRAM; EPROMs, Flash-EEPROMs und Multibitspeicherung; Entwicklungstrends in der Speichertechnologie; 

CCDs; 


Bipolarbauelemente 


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Vorlesungsskript und dort angegebene Literatur. 


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V2/Ü1 

LP: 4 

SS 


Seite 89


Sensoren in der Medizintechnik 

Sensors in Medical Engineering 




Die Studierenden sollen einen Überblick über die verschiedenen Sensorprinzipien und Messmethoden der Medizintechnik 

zur Erfassung physiologischer Größen erhalten. Einen Schwerpunkt bilden hier chemische und 

biochemische Sensoren, z.B. zur Blutzuckermessung, sowie analytische Messmethoden, wie sie u.a. in der 

Atemgasdiagnostik zum Einsatz kommen. 

Inhalt: 


optisch, chemisch und biochemisch) und Messmethoden der Medizintechnik: Körperkerntemperatur, Blutdruck, 

Puls, Herzzeitvolumen, Blutgasanalyse, Pulsoxymetrie, Glukose, Lactat, Biomarker, EKG, EEG, EMG, 

Kapnometrie, Atemgasdiagnostik, intelligente Implantate. 


Empfohlen: „Sensorik und Nanosensoren - Messen nicht-elektrischer Größen“, 


Empfohlen: „Sensorik und Nanosensoren - Messen nicht-elektrischer Größen“, 


Eine entsprechende Literaturliste wird zu Beginn der Vorlesung zur Verfügung gestellt. 


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V2/Ü1 

LP: 4 

SS 


Seite 90


Sensorik und Nanosensoren - Messen nicht-elektrischer Größen 

Sensor Technology and Nanosensors - Measuring Non-Electrical Quantities 




Die Studierenden sollen einen Überblick über die verschiedenen Sensorprinzipien und Messmethoden zur Erfassung 

nicht-elektrischer Größen erhalten. Es werden sowohl die gängigen physikalischen, optischen, chemischen 

und biochemischen Sensoren (unter anderem in Form von Halbleitersensoren) und Messmethoden als auch Nanosensoren 

vorgestellt, die aufgrund ihrer Eigenschaften völlig neue Möglichkeiten in der Sensorik bieten. 

Inhalt: 


optisch, chemisch und biochemisch) und Messmethoden zur Erfassung nicht-elektrischer Größen: Temperatur, 

geometrische Größen (Weg, Winkel, Lage, Position, Füllstand), mechanische Größen (Kraft, Druck, Masse, 

Drehmoment, Dichte, Viskosität, Oberflächenspannung), kinematische Größen (Drehzahl, Beschleunigung, Geschwindigkeit), 

strömungstechnische Größen (Volumenstrom, Massendurchfluss), Magnetfeld, optische und akustische 

Größen, chemische und biochemische Größen (Feuchte, pH-Wert, Stoffkonzentration), Nanosensoren. 


Keine. Ein gutes Verständnis physikalisch-naturwissenschaftlicher Zusammenhänge ist hilfreich. Das Labor 

„Sensorik - Messen nicht-elektrischer Größen“ und die Vorlesung „Sensoren in der Medizintechnik“ sind empfehlenswerte 

Ergänzungen. 

Literaturempfehlungen: 

Eine entsprechende Literaturliste wird zu Beginn der Vorlesung zur Verfügung gestellt. 





V2/Ü1 

LP: 4 

WS 


Seite 91


Technologie integrierter Bauelemente 

Technology for Integrated Devices 

Dozent: Osten 



Gegenwärtige mikroelektronische Schaltungen auf Silizium haben bereits Strukturmaße unter 100 nm. Die heutige 

Prozessorgeneration enthält bereits mehr als eine Milliarde aktive Bauelemente. Diese Vorlesung behandelt spezielle 

und komplexe Probleme bei der Herstellung von integrierten Bauelementen auf Basis von Silizium. Die Studierenden 

sollen in die Lage versetzt werden, einfache Prozessabläufe zur Herstellung von nanoelektronischen 

Systemen selbst entwerfen zu können sowie komplexe Abläufe zu verstehen. 

Inhalt: 

- Manufacturing 

- Ausbeutekontrolle 

- Isolationstechniken 

- Kontakte und Interconnects 

- Einfache Prozessabläufe 

- ein komplexer CMOS-Ablauf im Detail 

- High-K Dielektrika 

- Grundlagen der Epitaxie/verspannte Schichten 

- Heteroepitaktische Bauelemente 

- Lösungen durch modulare Integration 

- zukünftige Material- und Bauelementelösungen 


Halbleitertechnologie, Bipolarbauelemente 


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Vorlesungsskipt (online); B. Hoppe: Mikroelektronik, Teil 2 (Herstellungsprozesse für 

integrierte Schaltungen), Vogel-Fachbuchverlag, 1998 

T. Giebel, Grundlagen der CMOS-Technologie, Teubner 


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V2/Ü1 

LP: 4 

SS 


Seite 92


Aufbau- und Verbindungstechnik 

Electronic Packaging 


E-Mail: rissing@impt.uni-hannover.de 


Ziel des Kurses ist die Vermittlung von Kenntnissen über Prozesse und Anlagen, die der Hausung von Bauelementen 

und der Verbindung von Komponenten dienen. Wesentlich ist die Beschreibung der Prozesse, die zu den 

Arbeitsbereichen Packaging, Oberflächenmontage von Komponenten und Chip-on-Board zu rechnen sind. Die 

Studierenden erhalten in diesem Kurs ein Verständnis für die unterschiedlichen Ansätze, die in der Aufbau- und 

Verbindungstechnik bei der Systemintegration von Mikro- und Nanobauteilen zum Einsatz kommen. 

Inhalt: 

- Grundlagen der SMD-Technik 

- Verfahren der COB-Technik 

- Die-Bonden 

- Wire-Bonden (Thermosonic, Thermokompressions- und Ultraschallbonden) 

- Vergießen und Molden 

- Advanced Packaging 


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Reichl: Direkt-Montage, Springer-Verlag, 1998. 

Ning-Cheng Lee: Reflow Soldering Processes and Troubleshooting, Newnes 2001. 


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V2/Ü1 

LP: 4 

SS 


Seite 93


Biokompatible Werkstoffe 

Biocompatible Materials 

Dozent: Maier, Seitz 

E-Mail: office@iw.uni~ 


Ausbau des Kenntnisstandes zur Bewertung biokompatibler Werkstoffe, deren Einteilung sowie Einsatzmöglichkeiten. 

Anhand von Fallbeispielen sollen die Kursteilnehmer für die Besonderheit des Einsatzfeldes biokompatibler 

Werkstoffe sensibilisiert werden. 

Inhalt: 

Es wird ein Überblick über die notwendigen und die tatsächlichen Eigenschaften von biokompatiblen Werkstoffen 

vermittelt. Es werden Grundzüge der Gesetzgebung zur Einteilung biokompatibler Werkstoffe und 

Baugruppen sowie zu Zulassungsverfahren vermittelt. Es werden die Herstellungs- und Verarbeitungsverfahren 

der keramischen und metallischen Werkstoffe für biomedizinische Anwendungsbereiche vorgestellt. 

Weiterhin erfolgt deren Einsteilung im Hinblick auf die mechanischen und technologischen Eigenschaften. 


Zwingend: Werkstoffkunde A, B, C und Konstruktionswerkstoffe 


Werkstoffkunde A, B, C; Konstruktionswerkstoffe 


Werden im Skript zur Vorlesung genannt. 


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V2/Ü1 

LP: 4 

SS 


Seite 94


Biophotonik –Bildgebung und Manipulation von biologischen Zellen 

Biophotonics – Imaging and Manipulation of biological Cells 

Dozent: Krüger 

E-Mail: master-biomed@zbm.uni-hannover.de 


Die besonderen Herausforderungen, Möglichkeiten und Anwendungen der Verfahren der Biophotonik wurden 

detailliert thematisiert. Die Studierenden sind in der Lage, diese Verfahren zur Manipulation und Darstellung biologischer 

Zellen mittels Lasersystemen zu beschreiben und anwendungsspezifisch auszuwählen 

Inhalt: 

Die Vorlesung stellt moderne Mikroskopiemethoden, 3D Bildgebung und die gezielte Manipulation von biologischen 

Zellen und Gewebeverbänden mit Laserlicht als Teilgebiete der Biophotonik vor. Grundlegende Themen 

wie Mikroskopoptik, Kontrastverfahren, Gewebeoptik, optisches Aufklaren werden erklärt und verschiedenste 

Laser-Scanning-Mikroskope, Laser Scanning Optical Tomographie, Optische Kohärenztomographie und Superresolution 

Mikroskopie werden auch anhand aktueller Veröffentlichungen erarbeitet. Die Zellmanipulation mit 

Laserlicht und Nanopartikel vermittelten Nahfeldwirkungen werden mit ihren Anwendungen in der regenerativen 

Medizin vorgestellt. 


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Spector, Goldman: Basic Methods in Microscopy 

Atala, Lanza, Thomson, Nerem: Principles of Regenerative Medicine 


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V2/Ü1 

LP: 4 

SS 


Seite 95


Biomedizinische Technik für Ingenieure I 

Biomedical Engineering for Engineers I 

Dozent: Glasmacher, Krolitzki 

E-Mail: studenten-service@imp.uni~ 


Nach Abschluss der Lehrveranstaltung erkennen und verstehen die Studierenden auf Grundlage der vermittelten 

zellbiologische Zusammenhänge und Besonderheiten biologischer Systeme die Herausforderungen in 

der Biomedizinischen Technik. Sie sind dazu in der Lage, einfache technische Systeme im Hinblick auf ihre Biokompatibilität 

zu beurteilen, Verbesserungsvorschläge zu erarbeiten und diese vorzustellen. 

Inhalt: 

In der Vorlesung werden Grundlagen der Biomedizinischen Technik vermittelt. Die Funktion der Bestandteile des 

Blutes und deren Kreislauf im Körper wird unter dem Aspekt der Entwicklung medizinischer Geräte betrachtet. In 

Anwendungsfällen, wie z. B. der Hämodialyse und der Endoprothetik, werden die Immunreaktionen des Körpers 

auf technische Materialien erläutert. In der Gruppenübung werden Aufgaben zur Auslegung und Analyse technischer 

Komponenten im Kontakt mit Blut bearbeitet. In einem Kurzreferat zur Gruppenübung können eigene Ergebnisse 

präsentiert und mit den anderen Kursteilnehmern diskutiert werden. 


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V2/Ü1 

LP: 4 

WS 


Seite 96


Beschichtungstechnik und Lithografie 

Deposition Technology and Lithography 


E-Mail: rissing@impt.uni-hannover.de 


Ziel der Vorlesung ist die Vermittlung eines physikalischen und chemischen Grundverständnisses der in der Mikround 

Nanotechnologie zum Einsatz kommenden Prozesse sowie deren mathematische Beschreibung. Dargestellt 

werden physikalische (PVD) und chemische (CVD) Wachstumsprozesse dünner Schichten, Analysetechniken sowie 

optische Grundlagen der Fotolithografie. 

Inhalt: 

- Grundlagen der Materialwissenschaften: Kristallstruktur und Wachstum dünner Schichten 

- Vakuumtechnologie: Viskoser und molekularer Gastransport im technischen Vakuum 

- Atomarer Filmniederschlag: Thermodynamische Grundlagen der physikalischen (PVD) und 

chemischen 

(CVD) Deposition von Filmen aus der Dampfphase 

- Charakterisierung dünner Schichten 

- Lithografie: Optische Grundlagen, Fresnelbeugung bei Kontakt- und Proximitybelichtung, 

Fraunhoferbeugung bei Projektionsbelichtung, Chemie von Fotolacken, Einführung in der 

Elektronenstrahllithographie 


Vorlesung Mikro- und Nanotechnologie 


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Vorlesungsskript. Ohring: The Material Science of Thin Films, Academic Press, San Diego 

1992. Thompson et al.: Introduction into Microlithography, 2 nd Edition, American Chemical 

Society, Washington DC 1994. 


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V2/Ü1 

LP: 4 

WS 


Seite 97


Grundlagen der Lasermedizin und Biophotonik 

Principles of laser medicine and biophotonics 

Dozent: Lubatschowski, Krüger 

E-Mail: faber@iqo.uni~ 


Die Studierenden werden an die Grundlagen der Laser-Gewebe-Wechselwirkung herangeführt und lernen diese 

an klinisch relevanten Anwendungsbeispielen umzusetzen. 

Inhalt: 

- Lasersysteme für den Einsatz in Medizin und Biologie 

- Strahlführungssysteme und optische medizinische Geräte 

- Optische Eigenschaften von Gewebe 

- Thermische Eigenschaften von Gewebe 

- Photochemische Wechselwirkung 

- Vaporisation/Koagulation 

- Photoablation, Optoakustik 

- Photodisruption, nichtlineare Optik 

- klinische Anwendungsbeispiele 

- Anwendungen in regenerativer Medizin 

- Nanoskalige Laseranwendungen 

- Fluorescent activated cell sorting & opt. Mikrofluidik 


Kohärente Optik; Photonik oder Nichtlineare Optik 


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Eichler, Seiler: "Lasertechnik in der Medizin." Springer-Verlag; Welch, van Gemert: "Optical-Thermal 

Response of Laser-Irradiated Tissue." Plenum Press; Bille, Schlegel: Medizinische Physik. Bd. 2: 

Medizinische Strahlphysik, Springer; Prasad, Paras N: “In 


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V2 

LP: 3 

WS 


Seite 98


Implantologie 

Implant Sciences 

Dozent: Glasmacher 

E-Mail: studenten-service@imp.uni~ 


Die Studierenden sollen grundlegende medizinische Kenntnisse zum Implantatdesign erwerben. Zudem sollen 

sie die Probleme bei ausgewählten Implantaten aus klinischer Sicht erkennen können und die Fragestellungen 

lösen können, warum bestimmte Implantate versagen. Des Weiteren sollen sie die Funktionstüchtigkeit der Implantate 

aufgrund der erworbenen Kenntnisse analysieren können. 

Inhalt: 

Der Kurs behandelt die Grundlagen der Implantatwerkstoffe (polymere, metallische, keramische, Kohlenstoff und 

biologische Werkstoffe) sowie Grundlagen des Tissue Engineering. Es folgen Aspekte der Werkstoffprüfung sowie 

die Werkstoff-Auswahl für spezielle Implantate aus technischer Sicht und die technischen/rechtlichen Grundlagen/Normen 

zur Zulassung von Implantaten. Vervollständigt werden die Grundlagen durch Vorlesungen zum 

Biokompatibilitätsverständnis. Das Implantatdesign und die Eignung von Implantaten und Werkstoffen wird vertieft 

durch Vorlesungsstunden über ausgewählte Implantate aus verschiedenen medizinischen Bereichen, für die 

wir Kliniker als Referenten gewinnen wollen. 


Empfohlen: Biokompatible Werkstoffe, Biomedizinische Verfahrenstechnik 


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Übung besteht aus einem ganztätigen Laborversuch; ergänzt werden die Übungen durch OP-Besuche bei 

den beteiligten Klinikern und praktische Demonstrationen. 





V2 

LP: 4 

WS 


Seite 99


Laser in der Biomedizintechnik 

Laser in Biomedical Engineering 

Dozent: Krüger 

E-Mail: master-biomed@zbm.uni-hannover.de 


Einführung in Laseranwendungen in der Biomedizintechnik, insbesondere anhand von Beispielen aus der Forschung 

und der industriellen Praxis. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Kurses und der Praxisübungen/Tutorien 

sollen in die Lage versetzt werden, eine geeignete Lasermethode zur Lösung einer (bio-) medizinischen 

Problemstellung auszuwählen und anzuwenden 

Inhalt: 

Der Kurs befasst sich mit der Lasermaterialbearbeitung in der Biomedizintechnik. Dazu gehört das Laserschneiden 

und Laserschweißen von Medizinprodukten, sowie das Laserstrukturieren von Implantatoberflächen. Weiter 

werden Formgedächtnis-Mikroimplantate und Lasergenerierte Nanopartikel zur Zellmarkierung besprochen sowie 

Bioaktive Katheter aus Lasergenerierten Nanokopositen. 


“ 



Werden in der Vorlesung sowie im Skript erwähnt“ 




Art der Prüfung: schriflich 


V2/Ü1 

LP: 4 

WS 


Seite 100


Lasermaterialbearbeitung 

Laser Material Processing 

Dozent: Overmeyer/Stute 

E-Mail: u.stute@lzh.de 


Der Kurs vermittelt das Spektrum der Lasertechnik in der aktuellen Produktion sowie das Potential der Lasertechnik in zukünftigen 

Anwendungen. Dabei werden die wissenschaftlichen und technischen Grundlagen zum Einsatz von Lasersystemen sowie 

zur Wechselwirkung des Strahls mit unterschiedlichen Materialien vermittelt. Anhand der Anwendungen werden notwendige 

physikalische Vorrausetzungen zur Bearbeitung wie z.B. Wellenlänge, Fluenz, Pulsspitzenleistung erarbeitet und mit der spezifischen 

Prozess-, Handhabungs- und Regelungstechnik verbunden. 

Inhalt: 

- Laser und Systemtechnik 

- Laserbearbeitung von Metallen: Bohren, Schneiden, Schweissen, Härten 

- Laser in der Glasbearbeitung: Fügen, Formen, Bohren, Schneiden 

- Laser in der Mikrotechnik: Bohren, Strukturieren, Trennen 

- Laserprozesse in der Photovoltaikproduktion 

- Laserbearbeitung im Leichtbau 

- Marktsituation der Lasertechnik 


Grundlagen Optik, empfohlen Grundlagen Strahlquellen 



Empfehlung erfolgt in der Vorlesung; Vorlesungsskript 


Vorlesungen und Übungen in den Räumen des Laser Zentrum Hannover e. V. (Labore/Versuchsfeld) 





V2/Ü1 

LP: 4 

SS 


Seite 101


Mikrofluidik I 

Microfluidics I 

Dozent: Ruffert 

E-Mail: ruffert@impt.uni-hannover.de 

verantwortlicher Professor: Rissing 

Ziel des Kurses: Vermittlung grundlegender Kenntnisse der Mikrofluidik, der Fertigungstechnologien sowie zum 

Einsatz mikrofluidischer Lateral-Flow- und Lab-on-a-Chip-Systeme 

Inhalt: 

Grundlagen der Mikrofluidik 

Strömungsmechanik im Mikrobereich / mathematische Beschreibung von Fluiden 

Elektrohydrodynamik in der Mikrofluidik: 

Elektroosmose, Elektrophorese, Dielektrophorese 

Magnetohydrodynamik in der Mikrofluidik - Magnetophorese 

Mikrofluidische Komponenten und Bauteile 

Anwendungsbeispiele für Lab-on-a-Chip-Systeme 




S. Hardt, F. Schönfeld (eds.): “Microfluidic Technologies for Miniaturized Analysis Systems”, Springer 2007 

N.-T. Nguyen: „Mikrofluidik: Entwurf, Herstellung und Charakterisierung“, Teubner 2004 

P. Tabeling: “Introduction to Microfluidics”, Oxford University Press 2005 






V2/Ü1 

LP: 4 

WS 


Seite 102


Mikrofluidik II 

Microfluidics II 

Dozent: Ruffert 

E-Mail: ruffert@impt.uni-hannover.de 

verantwortlicher Professor: Rissing 

Ziel des Kurses: Vermittlung grundlegender Kenntnisse der Mikrofluidik, der Fertigungstechnologien sowie zum 

Einsatz mikrofluidischer Lateral-Flow- und Lab-on-a-Chip-Systeme. 

Im 2. Teil der zweisemestrigen Vorlesung liegen Schwerpunkte auf der Betrachtung von Oberflächeneffekten und 

der Funktionalisierung von Oberflächen sowie auf Trennmechanismen und magnetischen Methoden zur 

Partikelmanipulation. 

Inhalt: 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kapillaritätsphänomene und Grenzflächenströmungen 

Diffusion und Transportphänomene 

Oberflächenenergien – Kontaktwinkel, Elektrobenetzung 

Oberflächenmodifikation und -funktionalisierung 

Partikelströmungen / Partikelbeladene Fluide 

Partikelseparation 

Magnetische Manipulation und Magnetic Beads 

Dispensiersysteme 

Empfohlene Vorkenntnisse: Mikrofluidik I 

Voraussetzungen: Mathematik I + II; Grundlagen in Strömungsmechanik, Thermodynamik 


S. Hardt, F. Schönfeld (eds.): “Microfluidic Technologies for Miniaturized Analysis Systems”, Springer 2007 

N.-T. Nguyen: „Mikrofluidik: Entwurf, Herstellung und Charakterisierung“, Teubner 2004 

P. Tabeling: “Introduction to Microfluidics”, Oxford University Press 2005 






V2/Ü1 

LP: 4 

SS 


Seite 103


Mikro- und Nanotechnologie in der Biomedizin 

Micro Biomedical Engineering 

Dozent: Flick 

E-Mail: kaiser@impt.uni-hannover.de 


Die Vorlesung vermittelt einen Überblick über den Einsatz von Mikro- und Nanosystemen in der Biomedizin. Dabei 

geht sie auf die Anforderungen und Aufgaben solcher Systeme sowie deren Einsatzgebiete in der Biomedizintechnik 

ein. Neben einem allgemeinen Überblick über die Einsatzfelder werden anwendungsspezifische Systemlösungen 

vorgestellt. Praktische Übungen ergänzen die Vorlesung. Die Studierenden lernen, mikround nanotechnologische 

Anwendungen und Systeme in der Biomedizintechnik zu verstehen und können diese näher erläutern. 

Inhalt: 

- Biomaterialien für Dünnfilmschichten (metallische, keramische und polymere), 

Biofunktionalität 

- Biomedizinische Sensoren 

- Nanopartikel und medizinische Anwendungen 

- Implantate, Prothesen und künstliche Organe in Mikrotechnik 

- Werkzeuge der Biotechnologie 

- Gewebeverträglichkeit: Oberflächenimmobilisierung 

- Zellsortierung 




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Blockvorlesung an drei Terminen 





V2/Ü1 

LP: 4 

WS 


Seite 104


Nanoproduktionstechnik 

Nano Production Engineering 


E-Mail: kaiser@impt.uni~ 


In dieser Vorlesung werden die grundlegenden Fertigungsverfahren zur Herstellung von Nanostrukturen und 

Nanobauteilen vorgestellt. Behandelt werden bottom-up- sowie top-down-Verfahren. Die Studierenden erwerben 

die Fähigkeit, Einsatzmöglichkeiten und Grenzen der einzelnen Verfahren zu identifizieren. 

Inhalt: 

- Nanostrukturierung 

- Nanobeschichtungstechniken 

- Kohlenstoffnanoröhrchen (Carbon nanotubes, CNT) 

- Quantenpunkte 

- Nanopartikel - Herstellung und Anwendungen 

- Rastersondenverfahren 




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Wird in der Vorlesung bekannt gegeben 


Ort und Zeit nach Vereinbarung bzw. Aushang im IMPT beachten, Blockveranstaltung 





V2/Ü1 

LP: 4 

SS 


Seite 105


Optische Messtechnik 

Optical Measuring Technique 

Dozent: Reithmeier, Rahlves 

E-Mail: lehre@hot.uni~ 


Nach der Vorlesung sollen die Studenten in der Lage sein, ein geeignetes Messverfahren für eine bestimmte 

Messaufgabe im Mikro-/Nanometerbereich nach bestimmten Kriterien auszuwählen und sich dabei der Grenzen 

des jeweiligen Messverfahrens bewusst sein. Es wird ein Überblick über aktuell in Industrie und Forschung angewendete 

Messtechnik vermittelt, wobei der Schwerpunkt auf dem Messprinzip liegt. 

Inhalt: 

- Messverfahren zur Bestimmung der Makro- und Mikrogeometrie von Kleinstbauteilen 

- Optische Mikrosensoren 

- Strahlen- und wellenoptische Grundlagen 

- Interferometrische Messverfahren 

- Interferenzmikroskopie (kohärent und Weißlicht) 

- Konfokale Mikroskopie, Triangulationsverfahren 

- Mikroskopische Streifenprojektion 

- Reflexions- und Autofokussensoren etc. 

- Anwendungen 

Übungen finden an den optischen und taktilen Messeinrichtungen in den Laboren des Instituts für 

Mess- und Regelungstechnik (imr) statt. 


Messtechnik I 


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Siehe Literaturliste zur Vorlesung oder unter www.imr.uni-hannover.de 


Prüfung je nach Teilnehmerzahl: Einzelprüfung mündlich 20 Min. oder schriftlich 90 Min. 





V2/Ü1 

LP: 4 

SS 


Seite 106


Produktion optoelektronischer Systeme 

Production of Opto-Electronic Systems 

Dozent: Overmeyer 

E-Mail: ita@ita.uni-hannover.de 


Ziel der Vorlesung ist die Vermittlung von Kenntnissen über die Fertigungstechniken von 

Halbleiterbauelementen und Mikrosystemen. Dabei stehen die Fertigungsprozesse des "Back-end process", also 

die Fertigung ab dem Vereinzeln von Wafern im Vordergrund. Es werden Techniken wie Waferbearbeitung, 

Bonden (Die-, Wire-, Flip-Chip-), Burn-In und Einhausen von Bauteilen mit besonderer Berücksichtigung 

optoelektronischer Bauteile erläutert. Behandelt werden ferner applikationsspezifische Montagetechniken sowie 

Verfahren zur Integration elektronischer und mikrotechnischer Systeme. 

Inhalt: 

- Mechanische Waferbearbeitung; 

- Mechanische Chipverbindungstechniken (Bonden, Mikrokleben, Löten); 

- Elektrische Kontaktierverfahren (Die-, Wire-, Flip-Chip-Bonding); 

- Gehäusebauformen der Halbleitertechnik; 

- Aufbau und Strukturierung/Herstellung von Schaltungsträgern (Leiterplatten, 

Multi-Chip-Modul (MCM)); 

- Markieren, Beschriften und Verpacken; 

- Leiterplattenbestückungs- und Löttechniken; 

- Applikationsspezifische Montagetechniken; 

- Montage von optoelektronischen Bauelementen. 


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Vorlesungsskript; weitere Literatur wird in der Vorlesung angegeben. 


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V2/Ü1 

LP: 4 

WS 


Seite 107


Qualitätsmanagement 

Quality Management 

Dozent: Denkena 


Es soll die Bedeutung des Qualitätsmanagements nähergebracht sowie Wissen über 

anzuwendende Vorgehensweisen, Werkzeuge und Methoden gelehrt werden. Die Vorlesung „Qualitätsmanagement" 

vermittelt die Grundlagen des Qualitätsmanagements, die Grundgedanken des Total Quality Management 

(TQM) sowie die Anwendung von 

Qualitätswerkzeugen und -methoden für alle Phasen der Produktenstehung. 

Inhalt: 

Qualitätsmanagement (QM); Total Quality Management (TQM); Bewertungsverfahren für QM-Systeme; QM- 

Werkzeuge und -Methoden; Quality Function Deployment (QFD); 

Fehlerbaumanalyse (FTA ); Fehlermöglichkeits- und Einfluss-Analyse (FMEA); Quality Gates; Design Review; 

Qualitätsaudits; Systems Engineering; Techniken der Problemlösung; Managementwerkzeuge (M7); Versuchsmethodik; 

Statistische Prozessregelung (SPC); Qualitätsregelkarten; Fähigkeitsanalysen; Qualitätskosten und Unternehmenspolitik; 

Target-Costing; Unterstützende Werkzeuge des Quality-Cost-Engineering etc. 


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Blockveranstaltung 



Art der Prüfung: mündliche 


V2/Ü1 

LP: 4 

SS 


Seite 108


Thermodynamik I 

Thermodynamics I 

Dozent: Kabelac 

E-Mail: eggers@ift.uni-hannover.de 


Die Studierenden erwerben Kenntnisse zur Einteilung und Abgrenzung von verschiedenen 

Energieformen und können thermische Prozesse und Prozesse der Energie- und 

Stoffumwandlung berechnen und bewerten. 

Inhalt: 

Der 1. Hauptsatz (HS) der Thermodynamik formuliert das Prinzip der Energieerhaltung und 

bereitet den Rahmen für Energiebilanz-Gleichungen. Somit werden zunächst unterschiedliche Energieformen, 

Bilanzräume und Bilanzarten eingeführt, um quantitative Rechnungen auf Basis des 1.HS für offene und geschlossene 

Systeme durchführen zu können. Der 2.HS führt den Begriff der Entropie ein, mit dem die verschiedenen 

Erscheinungsformen der Energie bewertet werden können. Die Entropie ist - im Gegensatz zur Energie – keine 

Erhaltungsgröße; sie kann z. B. durch Lagerreibung oder Strömungsturbulenzen (also Dissipation von Energie) 

erzeugt werden. Die Größe der Entropieerzeugung, die über den 2.HS aus einer Entropiebilanz berechnet werden 

kann, ist ein Gütekriterium des betrachteten Prozesses. Die Anwendung von Bilanzgleichungen wird an einfachen 

ersten Beispielen dargestellt, wozu auch einfache Modelle zur Berechnung von Stoffeigenschaften eingeführt werden. 


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H.D. Baehr / S. Kabelac: Thermodynamik, 15. Aufl. Springer 2012; H.D. Baehr / S. Kabelac: 

Thermodynamik, 14. Aufl. Springer 2009; P. Stephan / K. Schaber / K. Stephan / F. Mayinger: 

Thermodynamik-Grundlagen und technische Anwendungen, 16. Aufl. Spring 


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V2/Ü1 

LP: 4 

WS 


Seite 109


Atom- und Molekülphysik 1311 

Semesterlage 




der LP 


Wintersemester 

Institut für Quantenoptik 

Vorlesung Atom- und Molekülphysik 

Übung Atom- und Molekülphysik 

Praktikum Laborpraktikum Atom- und Molekülphysik 

Studienleistung: Übungen und Laborübung 

Prüfungsleistung: Klausur oder mündliche Prüfung 


(ECTS): 



Die Studierenden verstehen die grundlegenden Konzepte der Atom- und Molekülphysik und können 

diese eigenständig auf ausgewählte Probleme anwenden. Sie kennen fortgeschrittene experimentelle 

Methoden des Gebietes und können diese unter Anleitung anwenden. 

Inhalte: 

Zusammenfassung H-Atom 

Atome in statischen elektrischen und magnetischen Feldern 

Fein-/Hyperfeinstrukturen atomarer Zustände 

Wechselwirkung mit dem EM Strahlungsfeld 

Mehrelektronensysteme 

Atomspektren/Spektroskopie 

Vibration und Rotation von Molekülen 

Elektronische Struktur von Molekülen 

Dissoziation und Ionisation von Molekülen 

Ausgewählte Experimente der modernen Atom- und Molekülphysik 


T. Mayer-Kuckuck, Atomphysik, Teubner, 1994 

B. Bransden, C. Joachain, Physics of Atoms and Molecules, Longman 1983 

H. Haken, H. Wolf, Atom- und Quantenphysik sowie Molekülphysik und Quantenchemier, 

Springer 

R. Loudon, The Quantum Theory of Light, OUP, 1973 

W. Demtröder, Molekülphysik, Oldenbourg, 2003 ISBN: 3486249746 







Im Wahlbereich Master können die Vorlesung und das Praktikum getrennt voneinander zu 5 bzw. 3 

LP belegt werden. Dabei kann das Praktikum nicht ohne die Vorlesung belegt werden. 

Seite 110



Semesterlage 




der LP 


(Introduction toSolid State Physics) 

Wintersemester 


1211 

Vorlesung Einführung in die Festkörperphysik 

Übung zu Einführung in die Festkörperphysik 

Praktikum zur Einführung in die Festkörperphysik 

Studienleistung: Übungen 

Prüfungsleistung: Klausur oder mündliche Prüfung 


(ECTS): 



Die Studierenden verstehen die grundlegenden Konzepte der Festkörperphysik und können diese 

eigenständig auf ausgewählte Probleme anwenden. Sie kennen fortgeschrittene experimentelle Methoden 

des Gebietes und können diese unter Anleitung anwenden. 

Inhalte: 

Kristalle und Kristallstrukturen 

reziprokes Gitter 

Kristallbindung 

Gitterschwingungen, thermische Eigenschaften, Quantisierung, Zustandsdichte 

Fermigas 

Energiebänder 

Halbleiter, Metalle, Fermiflächen 

Anregungen in Festkörpern 

experimentelle Methoden: Röntgenbeugung, Rastersonden- und Elektronenmikroskopie, Leitfähigkeit, 

Magnetowiderstand, Halleffekt, Quantenhalleffekt 


Ashcroft and Mermin, Solid State Physics, Oldenbourg 

C. Kittel, Einführung in die Festkörperphysik, Oldenbourg 

K. Kopitzki, Einführung in die Festkörperphysik, Vieweg+Teubner 

H. Ibach, H. Lüth, Festkörperphysik, Springer 






Seite 111



Art der Lehrveranstaltung: 

V2 

(Molecular electronics) 

Leistungspunkte: 

2 

Verantwortung 


Prüfungsleistung: Klausur oder mündliche 

Prüfung 

Präsenzstudienzeit: 28 h 

Selbststudienzeit:32 h 

Regelmäßigkeit: Sommersemester, 

Kompetenzziele: Die Studierenden sollen überblicksmäßig für die molekulare Elektronik relevante physikalische 

und chemische Vorgänge kennenlernen. Diese umfassen die experimentellen Befunde ebenso 

wie die theoretischen Modellvorstellungen. Insbesondere sollen wesentliche und sehr grundlegende 

physikalische Eigenschaften der Physik von null bis drei Dimensionen und deren dimensionsabhängige 

Unterschiede klargestellt werden. Die Studierenden sollten am Ende der Veranstaltung in der Lage sein, 

eigenständig zu ausgewählten Themen der Molekularen Elektronik zu recherchieren und Spezialthemen 

aus diesem Gebiet zu vertiefen. 

Inhalt: 

Aufbau von Molekülen und elektronische Struktur 

Molekulare Kristalle 

Organische Filme, Dotierung, elektronischer Transport 

Moleküle auf Oberflächen 

Kontaktierung von Molekülen 


J. Tour, Molecular electronics, World scientific 2002 

Organische Festkörper, Schwoerer, Wolf, Wiley 



Seite 112




V3/Ü1 

Prüfungsleistung: Klausur 

(Non-Linear Optics) 


5 

Verantwortung 




Regelmäßigkeit: Sommersemester, 

Kompetenzziele: Die Studierenden erwerben spezielle Kenntnisse der nichtlinearen Laseroptik und 

können die entsprechend erforderlichen mathematischen Methoden selber anwenden 

Inhalt: 

Nichtlineare optische Suszeptibilität 

Kristalloptik, Tensoroptik 

Wellengleichung mit nichtlinearen Quelltermen 

Frequenzverdopplung, Summen-, Differenzfrequenzerzeugung 

OPA/OPO 

Phasenanpassungs-Schemata, Quasiphasenanpassung 

Elektro-optischer Effekt 

Frequenzverdreifachung, Kerr-Effekt, Clausius-Mosotti 

Nichtlineare Effekte durch Strahlungsdruck und thermische Ausdehnung 

Raman-, Brillouinstreuung 

Solitonen, gequetschte Pulse (Kerr squeezing) 

Nichtlineare Propagation 


Agrawal, Nonlinear Fiber optics, Academic Press 

Boyd, Nonlinear Optics, Academic Press 

Shen, Nonlinear Optics, Wiley-Interscience 

Dmitriev, Handbook of nonlinear crystals, Springer 

Originalliteratur 


Atom- und Molekülphysik 

Seite 113




V3/Ü1 

(Surface Physics) 


5 

Verantwortung 



Prüfung 



Regelmäßigkeit: Sommersemester 

Kompetenzziele: Die Studierenden erwerben erweiterte Kenntnisse auf dem Spezialgebiet der 

Oberflächen- und Grenzflächenphysik und lernen die experimentellen Methoden 

und deren physikalische Grundlagen, sowie wesentliche Modellvorstellungen 

aus dem Bereich der Nanowissenschaften kennen. 

Inhalt: 

Struktur von Festkörperoberflächen und zugehörige Messmethoden 

Elektronische Eigenschaften von Grenzflächen und zugehörige Messmethoden 

Bindung von Atomen und Molekülen and Grenzflächen 

einfache Reaktionskinetik 

Strukturierung und Selbstorganisation 

Defekte und deren physikalische Auswirkungen 


Zangwill, Physics at Surfaces, Cambridge University Press 

M. Henzler, M. Göpel, Oberflächenphysik des Festkörpers, Teubner 

F. Bechstedt, Principles of surface physics, Springer 

Ph. Hoffmann, Wiley 



Fortgeschrittene Festkörperphysik 

Seite 114


Photonik 


V2/Ü1 

(Photonics) 


4 

Verantwortung 



Prüfung 



Regelmäßigkeit: Wintersemester 

Kompetenzziele: Die Studierenden erwerben spezielle Kenntnisse der integrierten Optik, können die 

entsprechend erforderlichen mathematischen Methoden selber anwenden, ein Teilgebiet eigenständig 

vertiefen, darüber in einem Vortrag referieren und eine anschließende Diskussion führen. Sie 

entwickeln so neben der Fachkompetenz auch ihre Methodenkompetenz bei der Literaturrecherche, 

dem Medieneinsatz und der Umsetzung von Fachwissen sowie ihre Präsentationstechniken und die 

Fähigkeit zur Diskussionsführung weiter. 

Inhalt: 

Wellen in Materie 

Dielektrische Wellenleiter (planar, Glasfaser), integrierte Wellenleiter 

Photonische Kristalle 

Wellenleiter – Moden 

Nichtlineare Faseroptik 

Faseroptische Komponenten (Zirkulatoren, AWG, Fiber-Bragg-Gratings, Modulatoren) 

Faserlaser 

Laserdioden, Photodetektoren 

Optische Nachrichtentechnik (RZ, NRZ, WDM/TDM) 

Netzwerke 


Reider, Photonik, Springer 

Menzel, Photonik, Springer 




Kohärente Optik 


Seite 115


Seminar zu Photonik 


2S 


3 

Verantwortung 


Prüfungsleistung: Seminarleistung 

Präsenzstudienzeit: 28 h 

Selbststudienzeit: 62 h 

Regelmäßigkeit: Wintersemester 

Kompetenzziele: Die Studierenden erwerben spezielle Kenntnisse der integrierten Optik, können die 

entsprechend erforderlichen mathematischen Methoden selber anwenden, ein Teilgebiet eigenständig 

vertiefen, darüber in einem Vortrag referieren und eine anschließende Diskussion führen. Sie 

entwickeln so neben der Fachkompetenz auch ihre Methodenkompetenz bei der Literaturrecherche, 

dem Medieneinsatz und der Umsetzung von Fachwissen sowie ihre Präsentationstechniken und die 

Fähigkeit zur Diskussionsführung weiter. 

Inhalt: 

Nach Absprache mit den Dozenten. Das Seminar muss in Zusammenhang mit der Vorlesung Photonik 

belegt werden. 


Reider, Photonik, Springer 

Menzel, Photonik, Springer 




Kohärente Optik 


Seite 116


Physik in Nanostrukturen 

Art der 

Lehveranstaltung 

V2/Ü1 

(Physics in nanostructures) 


4 

Verantwortung 



Prüfung 




Kompetenzziele: Die Studierenden haben einen Überblick zu aktuellen Fragestellungen und Ergebnissen 

der Physik in Nanostrukturen, lernen die Fachtermini, kennen die experimentellen Befunde 

und verstehen die zugrunde liegenden Zusammenhänge zwischen Struktur, elektronischer Struktur 

und Transportphänomenen. Die Studierenden sind in der Lage eigenständig zu ausgewählten 

Themen der Nanotechnologie zu recherchieren und sich in das von ihnen gewählte Spezialthema zu 

vertiefen. 

Inhalt: 

Herstellung von Nanostrukturen durch Lithographie und Selbstorganisation 

Elektronische Struktur, Grenzflächenzustände 

Quantensize Effekte 

Transportsignaturen in mesoskopischen Systemen 

Magnetowiderstandseffekte 

Quantenhall Effekt, u.a. in Graphen 

Instabilitäten 1-dimensionaler Strukturen 

Einzelelektronen Transistoren 


Experimentelle Methoden 


Crytsal Growth for Beginners, Ivan V Markov (World Scientific) 

Mesoscopic Electronics in Solid State Nanostructure, Thomas Heinzel (Wiley) 

Surface Science: An Introduction, Philip Hofmann (kindle.edition) 

Nanoelectronics and Information Technology, Rainer Waser (Wiley) 




Seite 117


Physik der Solarzelle 

Art der Lehrveranstaltung: 

V2/Ü2 

(Solar Cell Physics) 


6 

Verantwortung 



Prüfung 




Kompetenzziele: Die Studierenden erwerben spezielle Kenntnisse auf dem Gebiet der Photovoltaik 

und können diese selber anwenden. Photovoltaik stellt ein wichtiges Anwendungsgebiet der Nanotechnologie 

dar. Die Übungen fördern auch die Kommunikationsfähigkeit und die Methodenkompetenz 

bei der Umsetzung von Fachwissen. 

Inhalt: 

Halbleitergrundlagen 

Optische Eigenschaften von Halbleitern 

Transport von Elektronen und Löchern 

Mechanismen der Ladungsträger-Rekombination 

Herstellungsverfahren für Solarzellen 

Charakterisierungsmethoden für Solarzellen 

Möglichkeiten und Grenzen der Wirkungsgradverbesserung 


P. Würfel, „Physik der Solarzellen“ (Spektrum Akademischer Verlag, 2000). 

A. Goetzberger, B. Voß, J. Knobloch, „Sonnenenergie: Photovoltaik“ (Teubner 1994). 



Seite 118


Quantenstrukturbauelemente 


V3/Ü1 

(Quantum devices) 


5 

Verantwortung 


Prüfungsleistung: mündliche Prüfung 





- Verständnis der quantenmechanischen Beschreibung von elektronischen Bauelementen 

- Überblick über quantenmechanische Effekte in Halbleiternanostrukturen und deren entsprechende 

Fachbegriffe 

- Kompetenz zur selbstständigen Einarbeitung in aktuelle Entwicklungen 

Inhalt: 

Quanteneffekte in Halbleiterstrukturen 

Physik zweidimensionaler Elektrongase 

Quantendrähte 

Quantenpunkte 

Kohärenz- und Wechselwirkungseffekte 

Einzelelektronentunneltransistor 

Quantencomputing 


C. Weisbuch, B. Vinter, Quantum Semiconductor Structures, Academic Pr Inc 

S.M. Sze, Semiconductor Devices: Physics and Technology, Wiley 

M.J. Kelly, Low-Dimensional Semiconductors: Materials, Physics, Technology, Devices, Oxford 

University Press 



Fortgeschrittene Festkörperphysik 

Seite 119


Masterarbeit 

Master’s Degree Thesis 

Dozent: Diverse Institute 


Die Studierenden können in einem internationalen Forschungsumfeld ein aktuelles wissenschaftliches Problem 

selbstständig entsprechend eines von ihnen verfassten Projektplans bearbeiten, d.h entsprechende Experimente 

bzw. Berechnungen durchführen und deren Ergebnisse auswerten. Sie können die Bearbeitung der Problemstellung 

sowie die erzielten Ergebnisse schriftlich dokumentieren, in geeigneter Form präsentieren und diskutieren. 

Neben der dafür erforderlichen Fachkompetenz haben sie dabei ihre Methodenkompetenz, Teamkompetenz, 

Selbstkompetenz weiter entwickelt. 

Inhalt: 

Die Studierenden können in einem internationalen Forschungsumfeld ein aktuelles wissenschaftliches Problem 

selbstständig entsprechend eines von ihnen verfassten Projektplans bearbeiten, d.h entsprechende Experimente 

bzw. Berechnungen durchführen und deren Ergebnisse auswerten. Sie können die Bearbeitung der Problemstellung 

sowie die erzielten Ergebnisse schriftlich dokumentieren, in geeigneter Form präsentieren und diskutieren. 

Neben der dafür erforderlichen Fachkompetenz haben sie dabei ihre Methodenkompetenz, Teamkompetenz, 

Selbstkompetenz weiter entwickelt. 



Die Zulassung zur Masterarbeit setzt voraus, dass mind. 70 Leistungspunkte erbracht sein müssen. 


Aktuelle Literatur zur jeweiligen wissenschaftlichen Problemstellung; Walter Krämer, Wie schreibe ich 

eine Seminar- oder Examensarbeit?, 1999; Gruppe: Studienratgeber, Reihe: campus concret, Band: 47 


Beginn ganzjährig möglich; Prüfungsleistung: Masterarbeit, Seminarvortrag 



Art der Prüfung: schriftlich und mündlich 


LP: 30 

WS/SS 


Seite 120

Kurs- und Modulkatalog Nanotechnologie 2013/14 - LNQE - Leibniz ...

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