Industry-Oriented Physics - Interactive curriculae of TU Ilmenau

Das Modul Industrienahe Physik mit der Prüfungsnummer 240285 schließt mit folgenden Leistungen ab:

mündliche Prüfung Nanostrukturphysik über 30 Minuten mit einer Wichtung von 100% (Prüfungsnummer: 2400863)

alternative Prüfungsleistung mit einer Wichtung von 0% (Prüfungsnummer: 2400893) - Semesterbegleitendes Seminar, eigenständiger Vortrag, Teilnahme an mindestens 66% der Seminarvorträge

Prof. Dr. Yong Lei, Prof. Dr. Stefan Krischok

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.

Grundlegende Kenntnisse in experimenteller, angewandter und theoretischer Physik, Kenntnisse zu Techniken der Oberflächenphysik

Die Studierenden können auf fundierte Kenntnisse eines „Technischen Physikers“, auf wichtigen Zukunftsthemen zurückgreifen und diese auf neue Problemstellungen anpassen und anwenden. Sie sind zudem in der Lage aktiv zu praktischen fachlichen Problemene kommunizieren und zu diskutieren. Die Studierenden besitzen die Fähigkeit ihre Kenntnisse und Erkenntnisse auf höchstem fachlichen Niveau zu vertreten und an ein Fachpublikum zu vermitteln.

Im Detail:

Nanostrukturphysik: Die Studierenden besitzen einen tiefen Einblick in die aktuelle Forschung zu Nanostrukturen. Sie haben die Kompetenz, eigenständig Lösungen für physikalische Probleme auf der Nanometerskala zu entwerfen.

Seminar Physik in der Industrie: Die Studierenden erhalten einen aktiven Einblick in typische Tätigkeitsfelder eines Technischen Physikers und sind in der Lage die Anforderungen an einen Physiker in der Industrie über die rein fachlichen Aspekte zu verstehen und zu berücksichtigen. Dabei liegt der Fokus auf die besonderen Herausforderungen einer Tätigkeit in lokalen mittelständigen Unternehmen (hierzu tragen Vertreter lokaler Unternehmen vor) aber auch größerer Firmen (hierzu tragen insbesondere Absolventen der TU vor). Sie können einen wissenschaftlich fundierten Beitrag für den gesellschaftlichen Diskurs zu verschiedenen gesellschaftlich relevanten Themen aus Sicht eines Physikers bzw. Ingenieurs leisten.

Seminar zum berufsbezogenen Praktikum: Die Studierenden geben aktiven Einblick in ihre wissenschaftliche Tätigkeiten und Erkenntnisse während des berufsbezogenen Praktikums. Sie sind in der Lage anderen Studierenden zu vermitteln, wie sie im Praktikum die Physik in der Industrie angewandt haben. Sie können ihre konkrete Tätigkeit in einen übergeordneten Kontext einordnen, besitzen die Fähigkeit ihre Lösungsstrategien bei den bearbeiteten Problemen zu erklären und zu vermitteln, weitere Schritte abzuleiten und diese überzeugend zu vertreten.

2 SWS Vorlesung Nanostrukturphysik (Nanostructure Physics):

In der Vorlesung Nanostrukturphysik erlernen die Studierenden Prinzipien des Designs und Herstellungsmethoden funktioneller Mikro- und Nanostrukturen für vielfältige industrieelle Anwendungsfelder. Hierzu zählen die Energiespeicherung und - wandlung, die Katalyse, die Wasserstoffspeicherung sowie Anwendungen u.a. in Photonik, Elektronik und Sensorik.

1. Grundlegende Physiko-chemische Eigenschaften von Mikro- und Nanostrukturen;
2. "Grüne" Synthese von Mikro- und Nanostrukturen;
3. Fortgeschrittene Charakterisierungsmethoden;
4. Design und Herstellung von Mikro- und Nanostrukturen für Batterieanwendungen;
5. Design und Herstellung von Mikro- und Nanostrukturen für Superkondensatoren;
6. Grundlegende Aspekte von Mikro- und Nanostrukturen für die Katalyse;
7. Mikro- und Nanostrukturen für Photokatalyse und CO2-Reduktion;
8. Funktionalisierte Mikro- und Nanostrukturen für die Stickstofffixierung;
9. Mikro- und Nanostrukturen für die Wasserstoffspeicheurng;
10. Nanophotonik, Elektronik und Optoelektronik;
11. Anwendungen für elektrochemische Sensoren und Biosenosoren;

2 SWS Seminar zum berufsbezogenen Praktikum und industrienahe Physik:
Im Seminar zum berufsbezogenen Praktikum präsentierten Studierende ihre Erfahrungen, die sie während des berufsbezogenen Praktikums gesammelt haben, insbesondere den wissenschaftlichen Teil.                      Im Seminar industrienahe Physik erhalten die Studierenden einen Einblick in die Erfahrungen von und die Anforderungen an einen technischen Physiker in der Industrie. Hierzu tragen Experten aus der Praxis vor. Dabei werden bevorzugt Vertreter von Unternehmen aus der Region bzw. solche, mit denen aktive Kooperationen bestehen und Unternehmen, die Absolventen des Studiengangs beschäftigen, die Seminarvorträge gestalten.

Tafel, Beamer

Literatur zur Vorlesung Nanostrukturphysik

D. Shi, Nanomaterials and Devices, Elsevier 2014.
D. Natelson: Nanostructures and Nanotechnology, Cambridge University Press 2015.
M. Aliofkhazraei, et al.: Graphene Science Handbook: Nanostructure and Atomic Arrangement, CRC Press 2016.
Y.-G. Guo: Nanostructures and Nanomaterials for Batteries, Springer 2019.
T. Kitamura, T. Shimada: Multiphysics in Nanostructures, Springer 2017.
A. Shukla, S. Iravani, Green Synthesis, Characterization and Applications of Nanoparticles, Elsevier 2018.
P. Serp, K. Philippot, G.r A. Somorjai, B. Chaudret, Nanomaterials in Catalysis, Wiley 2013.
S. Noor Mohammad, Synthesis of Nanomaterials, Springer 2020
C. Kittel: Einführung in die Festkörperphysik, Oldenburg 2002
H. T. Grahn: Introduction to Semiconductor Physics, World Sc.,
P.Y.Yu, M.Cardona: Fundamentals of Semiconductors: Physics and Materials Properties
J. Singleton: Band Theory and Electronic Properties of Solids, Oxford 2001