Verfahren und Anlagen der Nanotechnologie
Processes and Instruments of Nanotechnology

Ausgehend von den physikalisch-chemischen Grundlagen werden Verfahren und Anlagen der Nanotechnologie vorgestellt. Die Einteilung erfolgt nach dem Aggregatzustand der wichtigsten beteiligten Phase. Der Schwerpunkt liegt bei Gasphasenverfahren und Transportprozessen. Dabei wird von einfachen, aber grundlegenden Modellen zur Beschreibung der Materie ausgegangen (z.B. dem ideales Gasgesetz) und daraus die wichtigsten mathematischen Beschreibungen entsprechender Verfahren und Anlagen der Nanotechnologie (z.B. Molekularstrahlepitaxie) entwickelt.

Themen sind:

0 Einführung
Überblick, Konzept der Grundoperationen, Bilanzierung und Stoffmenge

1 Gase
1.1 Kinetische Gastheorie - Vakuum
1.2 Transportprozesse in Gasen
1.3 Vakuumtechnik – Grundoperation Vakuumerzeugung
1.4 Physikalische und Chemische Umwandlung von Gasen in kondensierte Materie (MBE, CVD)

2 Flüssigkeiten
2.1 Flüssigkeitsmodell
2.2 Transportprozesse in Flüssigkeiten
2.3 Fluiddynamik
2.4 Schichtherstellung aus der flüssigen Phase (Spincoating)

(Festkörper werden nicht behandelt)

Die Studierenden kennen wichtige Verfahren und Anlagen der Nanotechnologie und können die physikalisch-chemischen Grundlagen und entsprechende Prozesse mit einfachen mathematischen Modellen beschreiben.

Grundlagen
• P. W. Atkins, Physical Chemistry, Oxford University Press
• Manuel Jakubith, Grundoperationen und Chemische Reaktionstechnik, VCH

Vakuumtechnik
• M. Wutz, H. Adam und W. Walcher, Theorie und Praxis der Vakuumtechnik, Vieweg 2006

Vertiefung - Partikel und Schichten
• Milton Ohring, Materials Science of Thin Films – Deposition and Structure, Academic Press 2002
• Toivo T. Kodas and Mark Hampden-Smith, Aerosol Processing of Materials, Wiley 1999

Vertiefung - Nanotechnologie
• R. Waser (ed.), Nanoelectronics and Information Technology, Wiley-VCH 2003

Vertiefung - Verfahrenstechnik
• Hong H. Lee, Fundamentals of Microelectronics Processing, McGraw-Hill Publishing Company 1990
• Stanley Middleman and Arthur K. Hochberg, Process Engineering Analysis in Semiconductor Device Fabrication, McGraw-Hill, Inc. 1993

Veranstaltungen des 1. Semesters: Einführung in die Nanotechologie, Chemie, Physik, Mathematik

Processes and instruments of nanotechnology are described starting from physico-chemical fundamentals, systematically developed for the different states of matter, gas, liquid and solid. The focus is on gas phase processes and transport mechanisms. Mathematical descriptions of corresponding processes and instruments (for example molecular beam epitaxy) are developed from simple, fundamental models describing matter (for example the ideal gas law).

Topics are

0 Introduction
Overview, concept of unit operations, balancing and amount of substance

1 Gases
1.1 Kinetic theory of gases - vacuum
1.2 Transport processes in gases
1.3 Vacuum technology - Unit operation vacuum generation
1.4 Physical and Chemical conversion of gases into condensed matter (MBE, CVD)

2 Liquids
2.1 Liquid model
2.2 Transport processes in liquids
2.3 Fluid Dynamics
2.4 Film production from liquids (Spin Coating)

The students know processes and instruments which are important in nanotechnology and are able to describe the physico-chemical fundamentals and corresponding processes with simple mathematical models.

Grundlagen
• P. W. Atkins, Physical Chemistry, Oxford University Press
• Manuel Jakubith, Grundoperationen und Chemische Reaktionstechnik, VCH

Vakuumtechnik
• M. Wutz, H. Adam und W. Walcher, Theorie und Praxis der Vakuumtechnik, Vieweg 2006

Vertiefung - Partikel und Schichten
• Milton Ohring, Materials Science of Thin Films – Deposition and Structure, Academic Press 2002
• Toivo T. Kodas and Mark Hampden-Smith, Aerosol Processing of Materials, Wiley 1999

Vertiefung - Nanotechnologie
• R. Waser (ed.), Nanoelectronics and Information Technology, Wiley-VCH 2003

Vertiefung - Verfahrenstechnik
• Hong H. Lee, Fundamentals of Microelectronics Processing, McGraw-Hill Publishing Company 1990
• Stanley Middleman and Arthur K. Hochberg, Process Engineering Analysis in Semiconductor Device Fabrication, McGraw-Hill, Inc. 1993