Technische Universit├Ąt Ilmenau

Materials Design for Micro and Nanotechnologies - Modultafeln of TU Ilmenau

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subject properties subject number 100262 - common information
subject number100262
departmentDepartment of Electrical Engineering and Information Technology
ID of group2172 (Group of Materials for Electrical Engineering and Electronics)
subject leaderProf. Dr. Peter Schaaf
languageDeutsch
term Sommersemester
previous knowledge and experience

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

learning outcome

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

content

­       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.

media of instruction

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

literature / references
  • 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
evaluation of teaching
Details in major Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013
subject nameMaterials Design for Micro and Nanotechnologies
examination number2100410
credit points5
on-campus program (h)45
self-study (h)105
Obligationobligatory
examoral examination performance, 30 minutes
details of the certificate
maximum number of participants