Inhalt
In der Veranstaltung für das zweite Semester des Bachelor-Studiengangs NanoEngineering werden Verfahren und Anlagen der Nanotechnologie behandelt. Hierzu werden die wichtigsten Grundoperationen und deren physikalisch-chemische Grundlagen behandelt. Die Einteilung erfolgt nach dem Aggregatzustand der wichtigsten beteiligten Phase.
Gliederung
- Einführung
- Gase
- Kinetische Gastheorie: Vakuum
- Mikroskopischer Transport in Gasen
- Fluiddynamik
- Vakuumtechnik: Grundoperation Vakuumerzeugung
- Physikalische und Chemische Umwandlung von Gasen in kondensierte Materie (MBE, CVD)
- Flüssigkeiten
- Flüssigkeitsmodell
- Transportprozesse in Flüssigkeiten
- Fluiddynamik
- Schichtherstellung aus der flüssigen Phase (Rotationsbeschichtung / Spincoating)
- (Festkörper werden nicht behandelt)
Literatur
- Grundlagen
- Physikalisch-Chemische und Verfahrens-technische Grundlagen
- P. W. Atkins, Physical Chemistry, Oxford University Press 1986
- Manuel Jakubith, Grundoperationen und Chemische Reaktionstechnik, VCH 1991
- Physikalisch-Chemische und Verfahrens-technische Grundlagen
- Vertiefung
- Nanotechnologie
- M. Köhler und W. Fritsche, Nanotechnology – An Introduction to Nanostructuring Techniques, Wiley 2004
- R. Waser (Ed.), Nanoelectronics and Information Technology, Wiley 2003
- Mikrotechnologie
- S. A. Campbell, The Science and Engineering of Microelectronic Fabrication, Oxford University Press 2001
- S. Fransilla, Introduction to Microfabrication, Wiley 2004
- S. Middleman and A. K. Hochberg, Process Engineering Analysis in Semiconductor Device Fabrication, McGraw-Hill, Inc. 1993
- Office of the CTO, MKS Handbook Semiconductor Devices and Process Technology 2023
- Vakuumtechnologie
- M. Wutz, H. Adam, and W. Walcher, Theory and Practice of Vacuum Technology, Vieweg 1989
- Christian Edelmann, Vakuumphysik: Grundlagen, Vakuumerzeugung und -messung, Anwendungen. Spektrum Akademischer Verlag – ISBN 3-8274-0007-4
- W. Umrath, Fundamentals of Vacuum Technology, Leybold, Cologne 2016
- Partikel und Schichten
- T. T. Kodas and M. Hampden-Smith, Aerosol Processing of Materials, Wiley 1999
- M. Ohring, Materials Science of Thin Films – Deposition and Structure, Academic Press 2002
- Verfahrenstechnik / Prozesstechnik
- M. Jakubith, Grundoperationen und chemische Reaktionstechnik: Eine Einführung in die Technische Chemie, Wiley-VCH 1998
- Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH 2011
- Nanotechnologie
Moodle
Link zum Moodle Kurs: https://lehre.moodle.uni-due.de/course/view.php?id=3173
Material zur Vorlesung
Das von uns zur Verfügung gestellte Material dient allein Ihrem Studium. Jede weiterführende Nutzung, z.B. Verbreitung im Internet, ist unzulässig.
- Einführung (11.04.2025)
- Kinetische Gastheorie: Gasgesetze (11.04.2025)
- Kinetische Gastheorie: molekulare Geschwindigkeiten und Stöße (25.04.2025)
- Mikroskopischer Transport in Gasen (02.05.2025)
- Kontinuitäts- und Navier-Stokes-Gleichung (09.05.2025 und 16.05.2025)
- Zusammenfassung und Wiederholung der Vorlesungen 4 und 5 (Mikroskopischer und Makroskopischer Transport) (23.05.2025)
- Hagen-Poiseuille’sches Gesetz und Vakuumtechnik (30.05.2025 und 6.6.2025)
- Vakuumtechnik – Vakuumpumpen (6.6.2025)
- Vakuumtechnik – Messtechnik (13.6.2025)
- Physikalische und Chemische Umwandlung von Gasen in kondensierte Materie 1: Adsorption (20.6.2025)
- Physikalische und Chemische Umwandlung von Gasen in kondensierte Materie 2: CVD (27.6.2025 und 4.7.2025)
- Flüssigkeiten – Modell und Beschichtungsmethoden ( 4.7.2025)
- Flüssigkeiten – Rotationsbeschichter ( 11.7.2025)
- Flüssigkeiten – Rheometer und Viskosität ( 18.7.2025)
- W. Umrath, Fundamentals of Vacuum Technology, Leybold, Cologne 2016
- Office of the CTO, MKS Handbook Semiconductor Devices and Process Technology 2023
- M. Jakubith, Grundoperationen und chemische Reaktionstechnik: Eine Einführung in die Technische Chemie, Wiley-VCH 1998
- R. B. Bird, W. E. Steward, and E. N. Lightfoot, Transport Phenomena, Wiley 2002, chapter 3 (partially): The Equations of Change for Isothermal Systems
- Abbildungen zur molekularen Effusion
- Abbildungen zur Kontinuitäts- und Navier-Stokes-Gleichung
- Abbildungen zur Vakuumtechnik – Grob- und Feinvakuum
- Abbildungen zur Vakuumtechnik – Hoch- und Ultrahochvakuum
- Abbildungen zur Vakuumtechnik – UHV-Arbeitstechnik
- Abbildungen zur Vakuumtechnik – Messinstrumente
- Abbildungen zur Chemischen Dampfphasenabscheidung (CVD)
- Abbildungen zur Rheologie
Quiz zur Nachbereitung der Vorlesung
- Quiz 1
- Quiz 2
- Quiz 3
- Quiz 4
- Quiz 5
- Quiz 6
- Quiz 7
- Quiz 8
- Quiz 9
- Quiz 10
- Quiz 11
- Quiz 12
- Quiz 13
- Quiz 14
- Quiz 15
Formelsammlung
NEU: Formelsammlung (zuletzt aktualisiert 11.07.2024)
Material zur Übung
Material zur Übung wird über moodle zur Verfügung gestellt (siehe oben).
Klausuren aus vergangenen Semestern
Hinweise zur Klausur:
- Erlaubte Hilfsmittel sind:
- nicht-programmierbarer Taschenrechner (programmierbare nur mit Reset-Taste)
- Formelsammlung (wird gestellt)
- Tips zur Klausur:
- zunächst alle Aufgaben lesen
- einfachste Aufgabe zuerst lösen
- bei Sackgasse nächste Aufgabe lösen
- Ruhe bewahren
- Lösung systematisch erarbeiten:
- Aufgabe sorgfältig lesen und analysieren:
- Was ist gesucht ?
- Was ist gegeben ?
- Skizze anfertigen
- Ansatz formulieren
- Lösung aufschreiben
- Überschlagsrechnung durchführen
- Dimensionsbetrachtung durchführen
- Ergebnis dokumentieren und kommentieren
- DEUTLICH SCHREIBEN !
- Zur Vorbereitung:
- Vorlesung, Übungen und Klausuren durcharbeiten