Materials Design for Micro and Nanotechnologies - Interactive curriculae of TU Ilmenau

Grundlagenwissen zu Werkstoffen und zu Werkstoffen der Mikro- und Nanotechnologie, aus Chemie und Physik und Fertigungstechnik.

Die Studenten werden mit den Grundlagen der Werkstoffe und ihres Designs für Anwendungen in der Mikro- und Nanotechnologie vertraut gemacht. Die Studierenden sind in der Lage, mechanische und funktionale Eigenschaften der Werkstoffe aus ihren mikroskopischen und submikroskopischen Aufbauprinzipien zu erklären und Eigenschaftsveränderungen gezielt zu analysieren, zu bewerten und für neue Anwendungen im Bereich der Mikro- und Nanotechnologie zu synthetisieren. Die Studierenden können grundlegende Prinzipien für das Werkstoffdesign in den vielseitigen Anwendungen im Bereich der Werkstoffe für Mikro- und Nanotechnologien erläutern und anwenden. Die Studierenden sind in der Lage, nach Analyse und Bewertung mechanischer und funktionaler Anforderungen an die Eigenschaften der Werkstoffe im Mikro- und Nanometerbereich gezielt an den geforderten Einsatz angepasste Werkstoffe auszuwählen, zu designen, Herstellungsprozesse vorzuschlagen und schließlich solche Werkstoffe herzustellen

­       Werkstoffeigenschaften und Werkstoffauswahl (Ansatz nach Ashby), Werkstoffcharts, insbesondere Änderungen und Besonderheiten für Nanomaterialien

­       Makroskopische Prinzipien: Legierungsbildung, Komposite, Oberflächenmodifikation, Besonderheiten für Nanomaterialien

­       Mesoskopische Prinzipien: Skalierungsgesetze, Werkstoffgesetze und –design, Top-down, Bottom up

­       Herstellung, Synthese und Charakterisierung von Nanomaterialien, Integration von Nanomaterialien in Makrosysteme

­       Designregeln für bestimmte Umgebungen: mechanische, thermische, elektrische, magnetische, akustische, optische Anforderungen

­       Multiskalenmodellierung und Multiskalensimulation

­       Spezielle Anforderungen und Beispiele: Sensorik, MEMS, Aktorik, Nanotribologie, Selbstheilung, Selbstreinigung, Biologische und medizinische Anwendungen, Metamaterialien, Umweltaspekte.

PowerPoint-Präsentation, Skript, Tafelanschrieb, Beispielhafte Animationen und Videos, Demonstrationspraktika, Designbeispiele, Kopien von Fachartikeln, Vorträge

• M. F. Ashby, P. J. Ferreira, D. L. Schodek: Nanomaterials and Nanotechnologies and Design. Elsevier-Butterworth-Heinemann, Amsterdam, 2009
• B. Bushan: Springer Handbook of Nanotechnology, Springer, Berlin, 2011.
• B. Bushan: Nanotribology and Nanomechanics: An Introduction, Springer, Berlin 2011.
• J. Frühauf: Werkstoffe der Mikrosystemtechnik, Fachbuchverlag Leipzig, 2005
• S. Globisch et al.: Lehrbuch Mikrotechnologie, Hanser, Leipzig, 2012
• W. Menz, J. Mohr: Mikrosystemtechnik für Ingenieure, VCH, 1997
• W.-J. Fischer: Mikrosystemtechnik, Vogel Verlag, 2000
• U. Mescheder: Mikrosystemtechnik: Konzepte und Anwendungen, Teubner, 2004
• U. Hilleringmann: Mikrosystemtechnik: Prozessschritte, Technologien, Anwendungen, Teubner 2006.
• H.-G. Rubahn: Nanophysik und Nanotechnologie, Teubner, 2004
• G. Gerlach, W. Dötzel: Grundlagen der Mikrosystemtechnik, Hanser, 1997.
• MRS-Bulletin, www.mrs.org, diverse Ausgaben.
• H. Schaumburg: Sensoren, Teubner, 1992
• H. Schaumburg: Sensoranwendungen, Teubner, 1995
• M. Köhler: Nanotechnologie, Wiley, 2001
• W. Schatt: Werkstoffwissenschaft
• D. Askeland: Materialwissenschaften, Spektrum, 1996
• Callister: Materials Science and Engineering,
• Diverse Standard-Fachbücher der Werkstoffwissenschaft, Elektrotechnik, Meßtechnik

Das Modul wird ersetzt durch das Modul Materials of Micro and Nanotechnology und schließt mit folgenden Leistungen ab:
 

- schriftliche Prüfungsleistung über 90 Minuten mit einer Wichtung von 75%

- alternative semesterbegleitende Prüfungsleistung mit einer Wichtung von 25%
 

Details zum Abschluss Teilleistung 2:

Seminar talk to a given topic with scientific discussion.

Examination part 2 (Teilleistung 2) is only offered in the winter semester.

Dieses Modul enthält mindestens eine alternative semesterbegleitende Abschlussleistung. Bitte beachten Sie, dass diese in der Regel schon zu Beginn des Semesters, in dem diese angeboten wird, angemeldet werden muss.
Über die Details und Zeiträume dazu werden Sie vom Lehrenden und/oder dem Prüfungsamt informiert. Fragen Sie gegebenenfalls unbedingt beim Lehrenden nach.

This module contains at least one alternative exam part. Please note that this must usually be registered at the beginning of the semester in which it is offered.
The lecturer and/or the examination office will inform you about the details and time periods. If necessary, be sure to ask the lecturer.

Das Modul wird ersetzt durch das Modul Materials of Micro and Nanotechnology und schließt mit folgenden Leistungen ab:
 

- schriftliche Prüfungsleistung über 90 Minuten mit einer Wichtung von 75%

- alternative semesterbegleitende Prüfungsleistung mit einer Wichtung von 25%
 

Details zum Abschluss Teilleistung 2:

Seminar talk to a given topic with scientific discussion.

Examination part 2 (Teilleistung 2) is only offered in the winter semester.

Dieses Modul enthält mindestens eine alternative semesterbegleitende Abschlussleistung. Bitte beachten Sie, dass diese in der Regel schon zu Beginn des Semesters, in dem diese angeboten wird, angemeldet werden muss.
Über die Details und Zeiträume dazu werden Sie vom Lehrenden und/oder dem Prüfungsamt informiert. Fragen Sie gegebenenfalls unbedingt beim Lehrenden nach.

This module contains at least one alternative exam part. Please note that this must usually be registered at the beginning of the semester in which it is offered.
The lecturer and/or the examination office will inform you about the details and time periods. If necessary, be sure to ask the lecturer.