Veranstaltungsarten (SWS)
Vorlesung: 2 │ Übung: 1 │ Praktikum: 0 │ Seminar: 0
Prüfungsnummer: ZKA 42105
Lehrform:

Präsenzveranstaltung mit Einsatz von Powerpoint, zuzüglich Seminar mit Aufgaben, die individuell zu lösen sind und deren Lösung in einer gemeinsamen Veranstaltung präsentiert werden. Es werden regelmäßig Hausaufgaben gestellt, die individuell korrigiert werden oder in einem Tutorium gemeinsam gelöst werden.

Sprache: Deutsch
Turnus: WS
ECTS: 4
Prüfungsleistung Klausur (120 min.)
zugeordnete Studiengänge
zugeordnete Personen
zugeordnete Module
Informationen
Beschreibung:

Die Veranstaltung bietet einen Überblick über die Verfahren der ‚bottom-up’ Technologie zur Herstellung von Nanostrukturen.
Zunächst werden die relevanten Begriffe und die statistische Erfassung von verteilten Eigenschaften am Beispiel der Objektgröße erklärt.
Danach wird näher auf die grundlegenden Mechanismen relevant für die Entstehung und Wachstum von Nanostrukturen eingegangen:

- chemisches Potential und Thermodynamik eines Phasenübergangs
- die Clapeyron-, Kelvin- und Laplace-Gleichungen
- Übersättigung und homogene Keimbildung
- Kondensation
- Brown’sche Bewegung und Brown’sche Koagulation

Im zweiten Teil der Veranstaltung wird dann einen Überblick gegeben über die bottum-up Synthesetechniken von Nanopartikeln und Nanokristalliten:

- physikalische Gasphaseverfahren: thermisches Verdampfen, Gasentladung, Laserablation und thermisches Plasma, chemische Gasphaseverfahren
- Flüssigphase-Syntheseverfahren: Reduktion, Elektrodeposition, Solvothermische Methode, Solgelverfahren, Mikroemulsionsfällung, Templates
- Zerkleinerung und Hochvakuum-Syntheseverfahren

Zum Schluss werden die Van der Waals-Kräfte und Partikelinteraktionen in einer Dispersion erklärt. 

Lernziele:

Lernziel der Veranstaltung ist das Verständnis der grundlegenden Vorgänge im Bereich der bottom-up Technik. Die Studierenden haben am Ende der Veranstaltung ein Verständnis für Syntheseverfahren für Nanopartikel entwickelt und können die grundlegenden Mechanismen in der Synthese nachvollziehen. Sie sind in der Lage, kinetische Gleichungen in Form von Differentialgleichungen aufzustellen und können zur Lösung einfache numerische Verfahren anwenden.

Literatur:

wird in der Vorlesung bekannt gegeben

Vorleistung:
Infolink:
Bemerkung:
Description:

The course gives an overview of the bottom-up technology for the fabrication of nanostructures.
The most relevant terminology is explained and the statistical evaluation of distributed properties is exaplined at the example of object size.
Then the basic mechanisms in the formation and growth of nanostructures will be explained:

- chemical potential and thermodynamics of phase changes
- the Clapeyron-, Kelvin- and Laplace equations
- supersaturation and homogeneous nucleation
- condensation
- Brownian motion and coagulation

Then the bottum-up synthesis techniques will be shown:

- physical gas-phase processes: thermal evaporation, gas discharge, laser ablation and thermal plasmas, chemical gas-phase synthesis
- Synthesis in liquids: reduction, electrodeposition, solvothermal method, solgel methods, precipitation in microemulsions, templates
- Size reduction and high-vacuum synthesis

Finally, van der Waals forces and particle interaction in dispersions will be discussed.

Learning Targets:

Goal is the understanding of the fundamental mechanisms in bottom-up fabrication. The students will have obtained fundamental understanding of synthesis methods for nanoparticles and are able to understand fundamental mechanisms such as nucleation and coagulation. They are able to develop kinetic equations and are able to apply simple numerical methods for their solution.

Literature:

wird in der Vorlesung bekannt gegeben

Pre-Qualifications:
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Notice: