Veranstaltung: Elektronische Materialien

Nummer:
141381
Lehrform:
Vorlesung und Übungen
Medienform:
rechnerbasierte Präsentation, Tafelanschrieb
Verantwortlicher:
Prof. Dr.-Ing. Martin Hoffmann
Dozent:
Dr.-Ing. Claudia Bock (ETIT)
Sprache:
Deutsch
SWS:
3
LP:
3
Angeboten im:
Sommersemester

Termine im Sommersemester

  • Beginn: Mittwoch den 11.04.2018
  • Vorlesung Mittwochs: ab 10:15 bis 11.45 Uhr im HZO 90
  • Übung Freitags: ab 12:15 bis 13.00 Uhr im HZO 70

Prüfung

Schriftliche Prüfung am 09.03.2018

Dauer: 90min
Prüfungsanmeldung: FlexNow
Beginn: 11:30

Räume:

ID 04/459: Die Hörsaalaufteilung wird vom Lehrstuhl bekannt gegeben

ID 04/471: Die Hörsaalaufteilung wird vom Lehrstuhl bekannt gegeben

Ziele

Es wurde ein grundlegendes Verständnis erreicht über (1) die strukturellen Eigenschaften kristalliner Materialien, (2) die elektrischen Eigenschaften von Metallen und deren struktureller Basis sowie (3) die elektronischen Eigenschaften reiner und dotierter Halbleiter und (4) die atomistische Wirkungsweise dielektrischer und magnetischer Werkstoffe.

Inhalt

Die Funktion elektronischer Bauelemente gründet sich auf die Eigenschaften der Materialien, aus denen sie hergestellt werden. Was aber macht ein Material zum Leiter oder Isolator, warum dient der Halbleiter als Grundstoff für aktive elektronische Bauelemente der Mikroelektronik? Durch die Lehrveranstaltung "Elektronische Materialien" soll ein grundlegendes Verständnis für die elektronischen Eigenschaften von Metallen und Halbleitern erlangt werden. Dabei wird vom Zusammenhalt der festen Stoffe, der chemischen Bindung, sowie von der vielfach vorliegenden kristallinen Ordnung ausgegangen. Am Beispiel der Metalle wird ein Modell für das Zustandekommen des elektrischen Widerstands für Gleich- und Wechselströme entwickelt. Nach der Erörterung der Mischbarkeit von Metallen für Legierungen werden einige wichtige Anwendungen vorgestellt. Bei den Halbleitern wird zunächst die Energielücke eingeführt und ein Überblick der wichtigsten Materialien gegeben. Die zentralen Kapitel über reine und dotierte Halbleiter befassen sich mit den elektronischen Eigenschaften und der Möglichkeit, diese je nach Anwendung in weiten Grenzen einstellen zu können. Den Abschluss der Grundlagenbetrachtung bildet eine vertiefte Diskussion der physikalischen Mechanismen für den Stromtransport in Halbleitern. Zwei weitere wichtige Materialien der Elektronik sind dielektrische und magnetische Werkstoffe. Für beide werden die Feld- und Materialgleichungen vorgestellt, die Polarisationsmechanismen diskutiert und schließlich als wichtige Stoffklassen die Ferro- und Piezoelektrika bzw. die Dia-, Para- und Ferromagnetika behandelt.

Voraussetzungen

keine

Empfohlene Vorkenntnisse

Mathematik: Differential- und Integralrechnung, Grundlagen Chemie, Physik (Grundkurse gymnasiale Oberstufe), Allgemeine Elektrotechnik 1 (Netzwerke)

Materialien

Folien:

Übungen:

Aushang:

Musterlösungen:

Sonstiges

Das Passwort für das von uns zur Verfügung gestellte Lehrmaterial (pdf-Dateien) wird in der Vorlesung bekanntgegeben!