Halbleiterwerkstoffe - Interaktive Studienpläne der TU Ilmenau

Grundkenntnisse in Werkstoffwissenschaft, Physik, Chemie,

Nach der Veranstaltung sind die Studierenden in der Lage verschiedene Halbleiterwerkstoffe aufzuzählen und Beispiele zubenennen.
Sie können die grundlegenden Eigenschaften zusammenfassen und vergleichen.
Sie können die Herstellungsmethoden für Halbleiterwerkstoffe erläutern, können diese für bestimmte Anwendungen auswählen und anwenden.
Sie können ausführen, wie Halbleiterwerkstoffe hergestellt werden und diese für technische Probleme anwenden.
Sie können passende Werkstoffe für Anwendungen mit gegebenen Randbedingungen auswählen und begründen.
Sie können Halbleiterwerkstoffe analysieren und deren Anwendungspotential bewerten.
Sie können Funktionswerkstoffe zu gegebenen Anforderungsprofilen auswählen und dies begründen.

Nach dem Seminar haben die Studierenden die Fähigkeit, das Erlernte eigenständig zu vertiefen und einer Gruppe vorzustellen, sowie die werkstoffwissenschaftlichen Fragestellungen in der Gruppe zu diskutieren.
Sie haben die Studierenden ihre in der Vorlesung erworbenen Kenntnisse anhand ausgewählter Beispiele vertieft. Sie verfügen über anwendungsbereites innerdisziplinäres Wissen und können dieses auch fachübergreifend einsetzen.
Nach dem Seminar können Sie Ihre Konzepte vorstellen und diese mit Kommilitonen diskutieren und analysieren.

Nach intensiven Diskussionen und Gruppenarbeit während der Übungen können die Studenten Leistungen ihrer Mitkommilitonen richtig einschätzen und würdigen. Sie berücksichtigen Kritik, beherzigen Anmerkungen und nehmen Hinweise an.

Die Studierenden besitzen nach dem Praktikum Grundfertigkeiten in der Anwendung, der Eigenschaften, der Untersuchung/Analyse von Halbleitern und Werkstoffen mit halbleitenden Eigenschaften. Sie sind in die Lage versetzt, werkstoffwissenschaftliche Experimente durchzuführen und auf verschiedene Halbleiter anzuwenden. Sie sind praktisch in der Lage, Halbleitereigenschaften zu erproben, sowie Eigenschaftsmodifikationen sowie den Ablauf zu benennen und vorhersagen. Die werkstoffwissenschaftlichen Experimente können Sie diskutieren, entwerfen, auswerten, grafisch darstellen und bewerten.

Fachkompetenz

1. Einleitung / Wiederholung: Physikalische Grundlagen, Kristallographie
2. Aufbau und Eigenschaften von Halbleitern
3. Anorganische Breitbandhalbleiter
4. pn-Übergang / Metall-Halbleiterkontakte
5. Organische Halbleiter
6. Herstellung von Silizium und Breitbandhalbleitern für Halbleiteranwendungen
7. Anwendungen: elektronische Bauteile, Sensoren, Solarzellen, Leuchtmittel, Laser…
8. Zusammenfassung

Methodenkompetenz

Diskussion von Aufgaben und Problemstellungen in der Gruppe und Vorstellung von Lösungen.

Selbstkompetenz

Einschätzen der Eigenen Fähigkeiten und des eigenen Kenntnisstandes im Bereich der Werkstoffe.

Sozialkompetenz

Fähigkeit zur Diskussion und Lösung von Fragestellungen in der Gruppe. Einschätzen von Lösungsstrategien und Problemen.

Powerpoint, Animationen, Videos, Skript, Vorträge

Gross, R.; Marx, A.:   Festkörperphysik, Oldenbourg Verlag 2012
Sauer, R:   Halbleiterphysik, Oldenbourg Verlag 2009
Möschwitzer, A.; Lunze, K.:   Halbleiterelektronik, Verlag Technik Berlin, 1977
Kittel, Ch.:   Einführung in die Festkörperphysik; Oldenbourg 2013
Demtröder, W.:  Experimentalphysik 3, Springer Verlag, 5. Aufl. 2016
Hübener, R.:   Leiter, Halbleiter, Supraleiter, SpringerSpektrum, 3. Aufl. 2021
Thuselt, F.:  Physik der Halbleiterbauelemente, Springer Verlag, 2. Aufl. 2011
Sze. S.M.:  Physics of Semiconductor Devices, Wiley Verlag 2007
Hofmann, H.; Spindler, J.:  Werkstoffe in der Elektrotechnik, Hanser-Verlag, 8. Aufl. 2018
Razeghi, M.:  Fundamentals of Solid State Engineering, Springer-Verlag, 4. Aufl. 2019
Wellmann, P.:  Materialien der Elektronik und Energietechnik, Springer-Vieweg, 2017

Das im Modul enthaltene Praktikum wird als Bonus auf die Modulnote angerechnet, mit folgenden Modalitäten:

• Durchführung von 4 Versuchen, Versuchsauswertungen und Abgabe von Protokollen
• Für die Anerkennung als Bonus ist die Teilnahme an allen 4 Versuchen verpflichten
• Benotung des jeweiligen Praktikumsgesprächs sowie des Protokolls
• eine Endnote pro Praktikumsversuch (aus Gespräch und Protokoll)
• eine Praktikumsendnote aus allen 4 Versuchen
• Die Praktikumsendnote dient als Maß für die prozentuale Punktzahl der sPL, welche als Bonus dazugerechnet werden (max. 25%)

Dr. Thomas Kups

Das im Modul enthaltene Praktikum wird als Bonus auf die Modulnote angerechnet, mit folgenden Modalitäten:

• Durchführung von 4 Versuchen, Versuchsauswertungen und Abgabe von Protokollen
• Für die Anerkennung als Bonus ist die Teilnahme an allen 4 Versuchen verpflichten
• Benotung des jeweiligen Praktikumsgesprächs sowie des Protokolls
• eine Endnote pro Praktikumsversuch (aus Gespräch und Protokoll)
• eine Praktikumsendnote aus allen 4 Versuchen
• Die Praktikumsendnote dient als Maß für die prozentuale Punktzahl der sPL, welche als Bonus dazugerechnet werden (max. 25%)