Nanoelektronik und Organische Halbleiter
Lehrinhalte
Die Lehrinhalte des Moduls „Mikro- und Nanoelektronik und organische Halbleiter“ vermitteln ein fundiertes Verständnis der physikalischen Grundlagen, Technologien und Anwendungen und gliedern sich in folgende Schwerpunkte:
- Übergang von der Mikroelektronik hin zu kleineren Strukturbreiten der Nanoelektronik
- Physikalische Grundlagen der Nanotechnologie und organischer Halbleiter mit grundlegenden quantenmechanischen Betrachtungen
- Nanotechnologie als Querschnittstechnologie
- Bauelemente der Nanoelektronik
- Kohlenstoff-Nanoröhrchen (Carbon Nanotubes, CNT)
- Einzelelektronen-Transistoren
- Quantenpunkt-Bauelemente
- photonische Komponenten
- molekularelektronische Speicher
- nanoelektromechanische Systeme (NEMS) und Spintronik
- Allgemeine Merkmale und Eigenschaften organischer Halbleiter
- elektronische Struktur
- optische Eigenschaften
- Grundlagen des Ladungstransports
- Ladungsträgerinjektion
- Schottky-Effekt
- Fowler–Nordheim-Tunnelinjektion
- Richardson–Schottky thermionische Emission
- Eigenschaften funktionaler Polymere
- Technologien für organische Elektronik
- Art des Materialtransports von Quelle zum Substrat
- Plastik-Elektronik
- Anwendungen organischer Halbleiter
- OFET
- OLED
- organische Solarzellen
- organische Spintronik
Die Studierenden erwerben wissenschaftlich-technische Grundlagen zum Verständnis der Mikro- und Nanoelektronik sowie organischer Halbleiter und werden damit auf eine spätere selbstständige Anwendung im Berufsleben vorbereitet. Sie erarbeiten sich Kenntnisse über Herstellungswege, Prozessabläufe und die zugrunde liegenden Technologien; diese werden anhand ausgewählter Beispiele vertieft.
Die Lehrziele werden durch den praktischen Umgang mit Prozessanlagen im Reinraum im Themenfeld der Nanoelektronik und der organischen Halbleiter exemplarisch vertieft. Zentral ist dabei die Herstellung und Charakterisierung einer OLED als beispielhafte Anwendung organischer Halbleiterschichten in der Optoelektronik.
Neben den inhaltlichen Schwerpunkten der Nanoelektronik und organischen Halbleiter erwerben die Studierenden grundlegende Fähigkeiten zur Dünnschichtabscheidung. Dies umfasst sowohl Aspekte der Vakuumtechnik als auch Kenntnisse zu verschiedenen Depositionsmethoden und zur Schichtcharakterisierung. Für die in-situ Überwachung des Wachstums organischer Schichten sowie zur dielektrischen Charakterisierung kommt im Reinraum ein spektroskopisches Ellipsometer zum Einsatz.