WS 2006/07
„Angewandte Physik III“ Labor- und Messtechnik Prof. Karl Brunner, Molekularstrahlepitaxie (EP III) Raum E099, T. 888-5898,
[email protected]
Termine: Montag
11:15 h – 12:45 h,
Hörsaal P, Vorlesung
Mittwoch
13:15 h – 14:45 h,
Hörsaal P, Vorlesung + Ergänzungen
Ergänzungen: Diskussion aktueller Experimente und Ergebnisse, ergänzend zur Vorlesung Führungen in Labors, Werkstätten
Übungen: Laborpraktika in den Lehrstühlen in Zweiergruppen am Semesterende 1-2 Tage Versuch + Protokoll:
→
Übungsschein
Informationen, Termine: www.physik.uni-wuerzburg.de/EP3/... Studenten… Vorlesungen
Angewandte Physik III:
Labor- und Messtechnik Prof. Karl Brunner
0.
Einleitung
0.1 Physikalisches Experiment:
Probe
Anregung
Probe
mit Licht Elektron Spannung
Labor
mit gegebener Zusammensetzung, Struktur, Temperatur, E-Feld (Umgebung)
Detektor
Signalverarbeitung
mit empfindlichem linearem konstantem Response:
mit AD-Wandler, PC
• Vorgeben, Regeln und Messen äußerer physikalischer Parameter (Temperatur, Vakuum, elektrische, magnetische Felder, Strom, Position) • Definierte Anregung (bzgl. Energie, Intensität, Polarisation, Zeitpunkt) mit Laserstrahl, Röntgenstrahl, Elektronenstrahl, Spannungspuls, etc. • Detektion des Messsignals (Spektroskopie, Photodetektoren, Teilchendetektoren, Rauschen) • Signalverarbeitung Elektronische Messtechnik, Verstärker, Lock-in-Technik Digitale Erfassung (PC, AD-Converter, Messkarten, Schnittstellen) • Darstellung und Auswertung Datenaufbereitung (Filtern, Transformieren, Korrelieren mit Parametern) Graphische Darstellung: x-y-Plot, 3D-, Äquipotential-, Farb-Darstellung Schwerpunkte der Vorlesung: Überblick und detaillierte Beispiele aus Vielzahl der Labor- und Messgeräte, Beispiele für Messtechniken und deren physikalische Grundprinzipien
WS 2006/07 Angewandte Physik III: Labor- und Messtechnik Inhaltsangabe der Vorlesung (vorläufig): 1.
Vakuumtechnik 1.1 1.2 1.3
2.
Kryotechnik 2.1 2.2 2.3
3.
Spektroskopische Methoden Nutzungskriterien für Spektrometer Prismenspektrometer Gitterspektrometer Fourierspektrometer Fabry-Perot-Spektrometer Röntgenmonochromator Elektronenspektrometer
Signalverarbeitung 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6
9.
Optische Bauteile: Linsen, Spiegel, Filter Optische Auflösung Kontrastbeeinflussung Optische Nahfeldmikroskopie Elektronenabbildungen Rastertunnelmikroskopie Atomare Kraftmikroskopie
Spektrometer 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8
8.
Allgemeine Kriterien Thermische Detektoren Vakuumphotodetektoren Halbleiterdetektoren fsec-Photodetektion
Abbildungen 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7
7.
Strahlungsgesetze Thermische Lichtquellen Gasentladungslampen Lichtemittierende Dioden (LEDs) Laser Röntgenquellen Synchrotronstrahlung Sender für Hochfrequenz und Mikrowellen
Detektoren 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
6.
Magnetfeldtypen Supraleitende Magneten
Lichtquellen 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8
5.
Thermodynamik Erzeugung von T < 4.2K Kryostate
Magnetfelder 3.1 3.2
4.
Grundlagen Vakuumerzeugung Vakuummessung
Rauscheinflüsse Schmalbandige Zählkette Lock-In-Verstärker Boxcar Speicheroszilloskop Regelungstechnik
Probenpräparation 9.1 9.2
Herstellung epitaktischer Halbleiterstrukturen Mikro-, Nanostrukturierung
K. Brunner
Literatur zur Vorlesung: 1.
Pupp, Hartmann: Vakuumtechnik (Hanser 1991).
2.
Roth: Vacuum Technology
3.
V. Schindler und G. Greiner, Vakuumtechnische Voraussetzungen der Oberflächenphysik, Physik in unserer Zeit, 14. Jahrg. Nr. 4, 116-124 (1983).
4.
Fastowski et al.: Kryotechnik
5.
H. Brechna: Superconducting Magnet Systems (Springer Verlag, 1973).
6.
W. Buckel: Supraleitung (VCH, 1990).
7.
Tradowski: Laser, kurz und bündig (Vogel-Verlag).
8.
Demtröder: Grundlagen und Techniken der Laserspektroskopie (Springer-Verlag)
9.
E. Hecht: Optics
10.
H. Alexander: Physikalische Grundlagen der Elektronenmikroskopie (Teubner, 1997).
11.
R. Müller: Rauschen (Springer ISBN 3-540-09379-6)
12.
Malmstadt: Electronics and Instrumentation for Scientists (ISBN 0-8053-6917-1)
13.
Spezielle Fachliteratur zur aktuellen Forschung und Übersichtsartikel werden in der Vorlesung bekanntgegeben
0.2
Angewandte Physik im Physikalischen Institut der Uni Würzburg
7 Lehrstühle für Experimentelle Physik (EP) und 2 Funktionseinheiten EP I
Gerber Spielmann
Spektroskopie mit fsec-Laserpulsen Molekülschwingungen, Cluster, Reaktionen
EP I I
Umbach Reinert
Photoemissionsspektroskopie, Oberflächen Organische Schichten, Aerogele
EP I II
Molenkamp
Spintronik, magnetische HL, Quantentransport, Reinraumtechnologie, Lithographie Raman-Spektroskopie Magneto-Optik Molekularstrahlepitaxie, selbstorganisierte Nanostrukturen
Geurts Ossau Brunner EP IV
Claessen
Elektronische Struktur komplexer Festkörper Übergangsmetalloxide, niedrigdim. organische Metalle, Photoemissionspektroskie, Oberflächen
EP V
Jakob (Haase)
NMR, Biophysik
EP VI ZAE
Dyakonov Fricke
Polymere, organische HL: Solarzellen, FET Angewandte Energieforschung
TEP
Forchel Batke
Technische Physik, Halbleiterlaser, Spektroskopie Fourierspektrokopie Mikrostrukturlabor, Nanostrukturen
