Begrüßungsveranstaltung Erstsemester Nanotechnologie 2021 - Fritz Schulze-Wischeler Laboratorium für Nano- und Quantenengineering Leibniz ...

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Begrüßungsveranstaltung Erstsemester Nanotechnologie 2021 - Fritz Schulze-Wischeler Laboratorium für Nano- und Quantenengineering Leibniz ...
Begrüßungsveranstaltung
Erstsemester Nanotechnologie 2021

Fritz Schulze-Wischeler
Laboratorium für Nano- und Quantenengineering
Leibniz Universität Hannover

Montag, dem 11.10.2021 um 15:00 -16:30 Uhr

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LUH Campus – Safer Science!
 Es gilt 3G-Regel: Nur geimpfte, genesene oder
  getestete Personen haben Zutritt zur LUH
 Direkt nach Betreten der Gebäude der LUH müssen
                                                       3G
  die Hände gewaschen werden
 Auf allen Verkehrswegen gilt Maskenpflicht (Flure,
  Treppen, Aufzüge, WCs)
 Wo immer möglich, muss ein Abstand von
  mindestens 1,5 Metern zu anderen Personen
  gehalten werden
 Ist ein Mindestabstand von 1,5 Metern nicht sicher
  einzuhalten, muss eine Mund-Nase-Bedeckung
  getragen werden
 Personen mit COVID-19-verdächtigen Symptomen
  dürfen die Gebäude der LUH nicht betreten
 Umfassende und aktuelle Informationen gibt es im
  Corona-FAQ auf www.uni-hannover.de
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Nanotechnologie

„nano“: griechisch, „Zwerg“ oder „zwergenhaft“

 Kleiner 100 Nanometer (in 1, 2 oder 3 Raumdimensionen)

 Neue Funktionalitäten

                                                   Quelle: Massachusetts Institute of Technology, USA

                                                                                         Seite 2
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Laboratorium für Nano- und Quantenengineering
Interdisziplinäres Forschungszentrum der Leibniz Universität Hannover
                     auf dem Gebiet Nanotechnologie

 Gemeinsame Forschung von über 30 Arbeitsgruppen:
  Chemie, Physik und Ingenieurswesen
 Studiengang B. Sc. + M. Sc. Nanotechnologie mit 300 Studierenden
 Promotionsprogramm Hannover School for Nanotechnology
 Forschungsbau mit Laboren, Büros und 430 qm Reinraum

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Institut für                              Institut für
                  Technische Chemie                         Quantenoptik

                                                                           Institut für
Institut für
                                                                           Solarenergieforschung
Physikalische Chemie
                                                                           Hameln
und Elektrochemie

                            Chemie            Physik

                               Ingenieurs
   Deutsches Institut für        -wesen
   Kautschuktechnologie                                               Institut für
   e. V.                                                              Materialien und Bauelemente
                                                                      der Elektronik

                              Institut für Grundlagen der            Institut für
                              Elektrotechnik und                     Mikroelektronische
                              Messtechnik                            Systeme

                                                                                              Seite 4
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Ausbildung in der Nanotechnologie

       Promotion

  „Hannover School for    Niedersächsisches Promotionsprogramm
    Nanotechnology“        des LNQE

   Master of Science
                          Vom LNQE initiierter Interdisziplinärer
                           Studiengang „Nanotechnologie“ seit
                           Wintersemester 2008/09
  Bachelor of Science

                          Kernfächer Chemie, Elektrotechnik,
                           Maschinenbau und Physik

                                                                     Seite 5
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LNQE-Forschungsbau

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LNQE-Forschungsbau

     Produktions-        Laser
     technisches        Zentrum
       Zentrum          Hannover
      Hannover

           Institut für
     Solarenergieforschung
             Hameln

Quelle: Google Maps

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LNQE-Forschungsbau

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Halbleiter-Labor im LNQE-Forschungsbau
 Praktikum im Reinraum für Nanotechnologen
 Kleingruppen mit je 3-4 Personen
 Herstellung und Charakterisierung vom MOS-Strukturen
  und pn-Dioden

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Forschungsschwerpunkte des LNQE

                                  Seite 10
Weitere Aktivitäten

 LNQE‐Kolloquiumsreihe

                                          www.LNQE.uni-hannover.de
„Nacht, die Wissen schafft“

   Wirtschaftsempfang         Konferenzfoto NanoDay                  Workshops

                                                                                 Seite 11
Studiengang Nanotechnologie
              Bachelor of Science                                                Master of Science
 Grundlagenfächer          Vertiefungsfächer                                    Pflichtkompetenzfeld
 • Einf. Nanotechnologie    (2 wählbar)                                           Methoden der

                                               Fachpraktikum
                                                               Bachelorarbeit
                           • Chemie

                                                                                                                      Masterarbeit
                                                                                                       Wahlbereich
 • Chemie                                                                         Nanotechnologie
 • Elektrotechnik          • Elektrotechnik
                                                                                Wahlkompetenzfeld 1
 • Maschinenbau            • Maschinenbau
                           • Physik                                             Wahlkompetenzfeld 2
 • Physik
 • (+Mathematik)                                                                Wahlkompetenzfeld 3
                              Schlüssel-
                             kompetenzen                                        Labore

 Vom LNQE initiierter Interdisziplinärer Studiengang
 Kernfächer Chemie, Elektrotechnik, Maschinenbau und Physik

                                                                                                                     Seite 12
Bachelor

   Fachlich „breites“ Studium: Ausbildung zum Generalisten statt zum
    Spezialisten
      6 Semester
      Feste Struktur des Studiums
      12 Wochen Fachpraktikum
      Jeweils ein Ingenieur- und ein naturwissenschaftliches Kompetenzfeld min.
       40 LP
      Schlüsselkompetenzen: Seminar Nanotechnologie + Wahlkurse
      450 h Bachelorarbeit mit abschließender Präsentation

                                                                            Seite 13
Studienverlaufsplan Bachelor 1/2
                    Semester                 1.                  2.               3.                    4.              5.   6.    LP

                                                          Grundlagen der
                                      Elektrotechnik I     ET II (für ET)
                     Elektrotechnik                             8LP
                                       „Netzwerke“                          Grundpraktikum                                         18
                     und Informatik
                                            6LP           Grundpraktikum        ET 2 LP
                                                              ET 2 LP

                                        Technische          Technische        Mikro- und
                     Maschinenbau       Mechanik I          Mechanik II       Nanotech.                                            15
                                           5 LP                5 LP              5LP
                                       Mathematik für     Mathematik für     Numerische
Grundlagenbereich

                      Mathematik           Ing. I             Ing. II        Mathematik                                            22
                                            8LP                8LP               6 LP
                                         Physik I -                           Physik III -
                                                            Physik II -                          Grundpraktikum
                                        Mechanik u.                         Optik, Atomph.,
                        Physik                              Elektrizität                             Physik                        26
                                         Relativität                        Quantenphän.
                                                               8LP                                    4 LP
                                            6LP                                   8LP
                                                                             Einführung in    Physikalische Chemie I
                                                                                   die                  6 LP
                        Chemie                                              Allgemeine und                                         16
                                                                                              Praktikum und Seminar
                                                                            Anorg. Chemie
                                                                                                 Allgemeine und
                                                                                  5 LP
                                                                                               Anorg. Chemie 5 LP
                                      Einführung in die                                                                Seminar
                                                                                                                       Nanotech
                       Einf. Nano     Nanotechnologie                                                                               8
                                                                                                                        nologie
                                            5LP                                                                           3LP
                                                                                                                       Ca. Ca.
                      LP                     29                 31              Ca. 30                Ca. 30                       180
                                                                                                                        30    30

                                                                                                                             Seite 14
Semester              1.   2.   3.                4.                              5.                   6.          LP

                     Studienverlaufsplan Bachelor 2/2                      Anorg. Chemie I
                                                                                                       Instrumentelle Methoden I
                                                                                                                 6LP               Technische
                                       WK Chemie                                                                                    Chemie I       20
                                                                                5 LP
                      Natur (1 WK)
                                                                                                           Anorg. Chemie II           4LP
                                                                                                                5 LP
                                                                              Elektronik                 Praktikum Elektronik
                                                                                 6LP                             4LP
                                       WK Physik                         Quantenmechanik für               Einführung in die                       20
Vertiefungsbereich

                                                                          Nanotechnologie                  Festkörperphysik
                                                                                 6 LP                            8LP
                                                                           Grundlagen der
                                                                                                         Regelungstechnik I
                                                                          Halbleiterbauelem
                                                                                                                4LP
                                                                                 4 LP
                      Technik (1WK)

                                           WK ET                      Halbleiterschaltungstechnik    Sensorik und Nanosensoren                     20
                                                                                  4 LP                          5LP

                                                                                         Informationstechnisches Praktikum
                                                                                                        3LP
                                                                       Mikro und Nanosysteme                                       Regelungs-
                                                                                5LP                                                technik I +
                                           WK MB                                                                                                   20
                                                                              Werkstoffkunde A + B und Praktikum                    Tutorium
                                                                                            10 LP                                     5LP
      kompetenzen

                                       Schlüssel-                                    Auswahl aus Veranstaltungen im Bereich
       Schlüssel-

                                                                                     Schlüsselkompetenzen lt. Modulkatalog                          5
                                      kompetenzen
                                                                                              im Umfang von 5 L

                                      Fachpraktikum                                                      Fachpraktikum 15 LP                       15

                                                                                                                                   Bachelor-
                     Bachelorarbeit                                                                                                 arbeit         15
                                                                                                                                    15 LP
                                                                Ca.
                                      LP              29   31                   Ca. 30                          ca. 30               ca. 30        180
                                                                30

                                                                                                                                              Seite 15
Master
   Masterstudium:
      Start im Sommer- und Wintersemester
      4 Semester
      Hohes Maß an individueller Gestaltung des Studiums
      3 Labore
      900 h Masterarbeit

   Kompetenzfelder im Masterstudium
      Pflicht-Kompetenzfeld: Methoden der Nanotechnologie
      Physikalische Chemie der Nanomaterialien
      Anorganische Chemie der Nanomaterialien
      Lasertechnik/Photonik
      Materialphysik
      Mikro- und Nanoelektronik
      Mikroprozesstechnik
      Biomedizintechnik

   Wahlbereich mit 48 Modulen aus Naturwiss. und Ingen-Wiss.; es werden regelm. neue
    Module aufgenommen

                                                                                    Seite 16
Studiengang Nanotechnologie
360
              Studierendenzahlen
320
                Bachelor     Master
280
240
200
160
120
80
40
 0
  WiSe 2008      WiSe 2010        WiSe 2012    WiSe 2014   WiSe 2016    WiSe 2018    WiSe 2020

  Abschlüsse 2020: B. Sc. : 27           M. Sc. : 26       "Leibniz Qualität in der Lehre„
  Frauenanteil: 28 %                                         Siegel erfolgreich erhalten!

                                                                                                 Seite 17
Berufsmöglichkeiten
     …sind die Märkte
                                               Medizin/Gesundheit
                                                                                                   …und eigene
                                              Diagnose
                         Chemie               Therapie                  Verbraucher                  Firma gründen
                                              Wirkstoff-Freisetzung    Kosmetik
                       Wirkstoffsuche         Tissue Engineering       Sonnenschutz
                       Synthese/Katalyse
                                                                       Antimikrobielle Textilien
                       Sensoren
                                                                       Verpackungen
                       Prozessüberwchung

                                                                                Umwelt
             Elektrotechnik, IT, Druck                                        Abwasserreinigung
                                                   Materialien
            Elektronisches Papier                                             Photokatalyse
            Displays (OLED, FED)                                              Umweltüberwachung
            Polymerelektronik
                                               Nanotechnologie
            Speicher (GMR)
            Sensoren                                Produktion                 Energie
            Biochips                                                         Batterien, Superkondensatoren
            Passivierung                                                     Brennstoff- und Solarzellen
                                                                             Thermische Kraftwerke
                            Optik                                            IR-Reflexionen/Verschiebung
                          Ophtalmik
                          Entspiegelung
                                                 Automobil             Bauindustrie
                          Photonik             Kratzfeste Decklacke   Saubere Oberflächen
                          Wellenleiter         Leichtbau              Schaltbare Verschiebung
                          Optische Speicher    (Schäume, Polymere)    Wärmedämmung
                          Lichttechnik         Korrosionsschutz       Korrosionsschutz

…Unternehmensberatung,                         Sensoren
                                               Katalyse
                                                                                             …und akademische
 Finanzwirtschaft,                             (Verbrennung, Abgas)                            Karriere
 Patentwesen, …                                                                                    Quelle: Hessen Nanotech 2007

                                                                                                                      Seite 18
Kümmerer in der Studienkommission

 Chemie:                  Elektrotechnik:
 Prof. Dr. Nadja Bigall   Prof. Dr. H. Jörg Osten

 Physik:                   Maschinenbau:
 Prof. Dr. Rolf Haug       Prof. Dr.-Ing. Marc. C. Wurz
                                                          Seite 19
Prof. Nadja Bigall – Kümmerin der Chemie

                                           Seite 20
Bio-mimetische anorganische Optikpigmente

                        Butterfly:            Pearl:
                    Colorful without dye   Weak shining
 Purpur snail:
Contains real dye

                                                      Seite 21
Metalloxid-Glimmerpigmente
       (Mit einem Metalloxidfilm beschichtete Glimmerflocken)

SiO2(1,46)           Al2O3(1,76)        Ca-Al-Borosilikat(1,45-1,80)

                                                                Seite 22
Übersichtsschema der Farbglanzpigmente
TiO2-Glimmerpigmente                   Blau         Grün
               Gold         Rot
  Silber
                           TiO2        TiO2         TiO2
   TiO2       TiO2
 Glimmer    Glimmer       Glimmer   Glimmer       Glimmer

Fe2O3-Glimmerpigmente               Rot-violett   Rot-grün
             Kupfer         Rot
 Bronze
                           Fe2O3      Fe2O3        Fe2O3
  Fe2O3       Fe2O3
 Glimmer    Glimmer       Glimmer   Glimmer       Glimmer

                                                     Fe3O4
Kombinationspigmente                  Grün
                                                    Glimmer
  Gold
       H2 Gold      Silbergrau        Cr2O3
  Fe2O3                   FeTiO3
           Fe2O3  TiO2                TiO2
   TiO2                     TiO2                   TiO2-x
 Glimmer    Glimmer       Glimmer   Glimmer       Glimmer

                                                             Seite 23
Anwendung von Optik-Pigmenten

 Effektlackierungen

                                     Lebens-
 Kunststoffe          Kosmetika      mittel     Schmuck

                                  Papier & Textildruck

                                                          Seite 24
Formkontrollierte Nanopartikeln aus verschiedenen
   Materialien
  Semiconductors
 CdSe/CdS

                        cubes                           rods                          octapods

      Metals
 Pt

 Große Kontrolle über Größe, Form, Zusammensetzung, Kristallfacetten, Oberflächenchemie
 Beispielmaterialien: Metalle, Metalloxide, Halbleiter, Kombinationen
 Nanoskopische Eigenschaften/Effekte: Plasmonen, Größenquantisierung, Superparamagnetismus

                                                                                         Seite 25 25
26
     Aerogele aus Nanopartikeln: Makroskopische
     Materialien mit Eigenschaften der Nanos
     Nanoteilchen werden so assembliert, dass sie makroskopisches Netzwerk bilden
        Z.B. Platin-Silber Gele                       Spezifische Oberfläche: 46 m2g-1
                          Aerog                   Hydrog                        Aerog
                          el                      el                            el

                                                                   HRTEM of
                                                                   Hydrogel

         Gele aus Nanoteilchen z.B. besonders interessant für Elektrokatalyse
                                                                                  Seite 26
Was ist das für ein Nanomaterial ?  Fahrzeug-Reifen

                                                   Seite 27
Der Reifen – ein Kunstwerk
                    1. Bead Core – Steel Wire
                    2. Apex – Natural Rubber, Carbon Black
                    3. Innerliner – Butyl Rubber, Carbon
                        Black
                    4. Carcass – Textile (PLT) or Steel Cord
                        (CVT)
                    5. Rim Strip – Natural / Butadiene
                        Rubber, Carbon Black
                    6. Belt – Steel Cord
                    7. Cap Ply – Textile Cord (Polyamide,
                        Hybrid)
                    8. Sidewall – Natural / Butadiene Rubber,
                        Carbon Black
                    9. Tread – Styrene-Butadiene / Butadiene

                       /Natural Rubber, Silica,      Silane,
Silica = SiO2          Softener (PLT); Natural Rubber,
                       Carbon Black (CVT)
                                                          Seite 28
Nano‘s (SiO2, Ruß) müssen fest in Polymer (Reifengummi)
eingebaut sein, Verbund Nano-Polymer muss unter Kraft halten
Vorteil des „grünen“ (SiO2) Rußes gegenüber schwarzem Ruß

   Schwarzer Ruß (Kohlenstoff): Physikalische Einlagerung in die Gummi-Matrix,
   Reibung  Wärme: 5% Kraftstoff-Verlust

   Grüner Ruß (SiO2): Chemisch mit der Gummi-Matrix verbunden, keine Reibung
                                                                          Seite 29
adidas - Continental collaboration

                    "I could really feel the grip, by how I
                     was able to accelerate in the turns“
                                Patrick Makau
                          Marathon World Record Holder

                                                              Seite 30
Prof. Rolf Haug – Kümmerer der Physik

                                        Seite 31
Physik
           VG
  Source

                 Drain

                1 µm
                         • gezieltes Ausnutzen der Physik
                           in kleinen Dimensionen
            Source
Gate A
                         • neue oder bessere Eigenschaften
Drain

                           und Funktionalitäten
                Gate B

                         • Quantenphysik wichtig

                                            Source
                                                      Tunnelling
                                                      Barriers

                                     Gate                  Gate
                                        Quantum Dot

                                             Drain        1µm

                                                                   Seite 32
Physik

   Erklärt Grundprinzipien
   Verwendung in Chemie, Ingenieurwissenschaften
   Nanotechnologie:
   Übergang von
    klassischer Physik
    zur Quantenphysik

                                                    Seite 33
Dimensionalität
     Zweidimensionalität
             ist wichtig!

3d                                     2d
         ‚quantum size‘ Effekt

      Teilchen haben Wellencharakter

                                            Seite 34
Quanten-Halleffekt

                                                                      • Zweidimensionales
                                                                        Elektronengas im hohen
                                                                        Magnetfeld
                                                                      • Hallwiderstand Rxy
           30
                                1.5              n=1
                                                       4
                                                                        quantisiert
           25
                                1.0
                                                                              1 h 1
           20                   0.5
                                                                         Rxy   2   25812 .807 
                                                       3                      n e   n
           15                   0.0
                                                                      • Gleichzeitiges
                                                           RXX (k)
                0.0   0.5     1.0
RXY (k)

           10                         n=2              2
           5              4
                                3                                       Verschwinden des
                       65
           0                                           1                Längswiderstandes Rxx
           -5
                                                       0                  Nobelpreis in Physik 1985
       -10                                                                Klaus von Klitzing
                0      2       4      6      8     10
                              B (Tesla)

                                                                                                Seite 35
Quanten-Halleffekt bei Raumtemperatur
in Monolage von Graphit: Graphen

ideales 2d System    Novoselov et al., Science 315 (2007)

                                                            Seite 36
Graphit

             Nobelpreis in Physik 2010
                Geim, Novoselov

          „for groundbreaking experiments
          regarding the two-dimensional material
          graphene“

                                            Seite 37
Wellennatur der Elektronen:
Quanteninterferenz in Halbleiterring

                                                 Flussquant:  0  h / e
                                                 Aharonov-Bohm Effekt

                                 2.0

                                 1.5
                      G (e²/h)

                                 1.0

                                  -600    -400    -200      0   200   400   600
                                                         B (mT)
           500 nm
                                         Bis zu 50% Modulation des Leitwerts.
                                         Periode 58mT: R=150nm
                                                                              Seite 38
Quantenpunkt:
       quasi nulldimensionales System
       z.B. in Halbleiterstrukturen

        Source
                                                   Künstliches Atom?!
                 Tunnelling
                 Barriers

Gate                  Gate
   Quantum Dot

        Drain        1µm

                               Anwendungen bei der
                           Quanteninformationsverarbeitung

                                                                 Seite 39
Künstliches Atom
                                H   He   Li ....
Beispiel: Quantenpunkt in
           geätzter Säule

                                                   Seite 40
Der Einzelelektronen-Tunneltransistor
                                             e2
            QP
CS, RS                C D, R D     E         C

                           Drain

                 CG
                                       ISD

          Gate
                                                  N   N+
                                                       1
         Coulomb Blockade
         Einzelelektronentunneln                              UG

                                                           Seite 41
Echtzeitdetektion
von einzelnen Elektronen in einem Quantenpunkt

                       einzelnes Elektron

                 Ladungsdetektion in System aus
                 Quantenpunktkontakt und Quantenpunkt

                                                Seite 42
Prof. Dr. H. Jörg Osten – Kümmerer der Elektrotechnik

                                                  Seite 43
Das Institut für Materialien und Bauelemente

       Entwicklung von Materialien und
      Technologien für die elektronischen
            Lösungen der Zukunft

                                               Seite 44
Ein Feldeffekt-Transistor (FET)

MOSFET: ein halbleitender „Schalter“

                                       Seite 45
Das Produkt: Schaltkreise (IC, Chip)

           Si-
          Chip

                                       Seite 46
Ein fertig prozessierter Wafer heute

     Durchmesser: 450 mm

                                       Seite 47
Wafer und Chips
     Wafer: die komplette einkristalline
     Halbleiterscheibe

     Chip (IC): eine komplette Schaltung auf dem
     Wafer
                                                   Seite 48
1971: der erste Mikroprozessor

 15.11.1971: Intel gibt die Erfindung des
              Mikroprozessors bekannt
        a new era of integrated electronics

 Idee: Marcian E. Hoff, Realisierung: Frederico Faggin
    2250 Transistoren, 10 µm Technologie, 108 kHz

         gegründet am 18. Juli 1968 von
         Gordon E. Moore und Robert Noyce
         INTEL = Integrated Electronics

                                                          Seite 49
Ein fertig prozessierter Wafer 2001

                         Itanium-Wafer (200
                         mm)
                         Chipgröße: 27,72 x 21,5 mm²
                                    = 596 mm²

                         180 nm Technologie
                         mit 25 400 000 Transistoren

                                                       Seite 50
Ein Si-Chip in 32 nm Technologie 2010

    die 1,17 Milliarden Transistoren des
    Sechskern-Prozessors Core i7-980X
    Extreme Edition von Intel belegen nur 239
    mm² auf dem Silizium-Wafer
                                                Seite 51
Server-Chip von AMD: EPYCTM Rome (2019)

         39,54 Milliarden Transistoren auf 1008 mm²

Achtung: hier sind mehrere Chips in einem Gehäuse
kombiniert
einzelne Chips: 8,34 Milliarden Transistoren auf 416 mm²
                  (Technologiegeneration: 7 nm)

                                                      Seite 52
Das Moore‘sche Gesetz - (k)ein Naturgesetz?
                        11
                       10

                                                                                                                                                      Xeon Westmere

                                                                                                                                                                                               Epyc
                                         Intel
                        10
                       10                AMD
                                         IBM

                                                                                                                         Core 2 Duo

                                                                                                                                                                                               A11 Bionic
                                                                                                                                                                              Snapdragon 835
                            9            Apple
                       10
 Anzahl Transistoren

                                                                                                                                      K10
                                         Qualcomm

                                                                                                                                             POWER7

                                                                                                                                                                      A7
                                         alle anderen

                                                                                                                  K8
                       10
                            8            Verdopplung alle 2 Jahre

                                                                            Pentium

                                                                                                    Pentium III
                                                                                              K6
                            7
                       10

                                                                                         K5
                                                                    80486
                            6
                       10
                                                68000

                            5
                       10
                                                             ARM1
                                          Z80

                            4
                       10
                                4004

                            3
                       10
                         1970          1975      1980      1985     1990              1995         2000                2005                 2010                           2015                              2020

                                                                                      Jahr
                                Die Anzahl von Transistoren pro Chip
                                   verdoppelt sich alle zwei Jahre

                                                                                                                                                                                                            Seite 53
Wir skalieren einen Transistor…

                         Gate
                                  Gateisolator

           Source       Kanal        Drain

 heute: Längen von < 12 nm (wenige hundert Atome)
        Schichten von wenigen nm Dicke

 Elektronik ist seit Jahrzehnten NANOTECHNOLOGIE

                                                 Seite 54
Prof. Dr.-Ing. Marc Wurz – Kümmerer des
Maschinenbaus

                                          Seite 55
Nanostrukturierte Materialien in technischen Anwendungen
   – Älter als wir denken
                                    - Metallische Nanopartikel in Gläsern
                                        bei Sonneneinstrahlung werden
                                       die einzelnen Wellenlängen des
                                       Lichts in Abhängigkeit der
                                       Teilchengröße gestreut

                                    - Vorteile:
                                    - Hohe Quantenausbeute
                                    - Hohe Resistenz gegen
                                       Photobleaching

- Kirchenfenster im Notre Dame de
   Paris

                                                                            Seite 56
Nanotechnologie im modernen Alltag

                                                   Nachtcreme
                                                   Fulleren C60

Spektrum der technischen Anwendungen:
 Kosmetik
 Nanoelektronik
 Medizintechnik
 Haus- und Bautechnik
 raffinierte Oberflächenbeschichtungen bei Kleidung
 …und vieles mehr                                                Seite 57
Magnetische Speichermedien – erhöhte Speicherdichte
durch Nanopartikel

  10 Gbit/in2
Produktmedium     35 Gbit/in2
 12 nm-Körner Prototypenmedium   600 Gbit/in2
                8,5 nm-Körner  Produktmedium
                               8,5 nm-Körner    Nanopartikelarrays
                                                  4 nm-Körner

                                                                 Seite 58
Anwendungsbeispiele für Nanopartikel in der Medizin / Life
  Science

Nanoporöse wirkstofffreisetzende                           Hydroxylapatit-Nanopartikel-
     Stentbeschichtung                                 Beschichtung eines Taperloc-Implatate
                                                            (Teil eines Hüftimplantates)

                                                                                                     © Biomet Deutschland GmbH
                                   © Blue Membranesl
         5 µm

                                                                                        1 µm

                    0,5 mm

                                                   Weber, Zweck, Hrsg.: Hess. MWVL (2006), VDI-TZ (2006)

                                                                                                 Seite 59
Anwendungsbeispiele für Nanopartikel in der Medizin / Life
  Science

                                              Health Care,
     Funktionelle Lebensmittel,
                                      Zahnpaste mit Hydroxylapatit-
z.B. Nanoverkapselung von Karotinen
                                             Nanopartikeln
        für Oxidationsschutz
                                      zum “Füllen” der Dentin-Tubuli

                                                                       Seite 60
Anwendungsbeispiele für Nanopartikel in der Medizin / Life
   Science
    Wirkstoffmodifizierung       Krebstherapie - Magnetothermie

Z.B.: Neutropenie -            Prostatakrebs- und
Neulasta (pegyliertes hG-      Glioblastombehandlung mit
CSF),                          Ferrofluiden
Hepatitis C - PEG-SYS
(pegyliertes Interferon
alpha-2a)
                                                              Seite 61
Eigenschaften von Nanopartikeln
                                          Besondere Eigenschaften von
                                           Nanopartikeln:
                                             Große spezifische Oberfläche
                                                  Chemische Reaktivität
                                                  Einsatz als Katalysator
                                             Eigenschaften:
                                               Unterschied zwischen
                                               atomaren und
 Ag Nanopartikel   (Quelle: Photonics)         Festkörpereigenschaften (z.B.
                                               Verschwinden der Hysterese
                                               bei magnetischen
                                               Nanopartikeln)
                                          aktuelle Anwendungsbereiche von
                                           Nanopartikeln:
                                             Medizintechnik
                                             Biotechnik
 Pt Nanopartikel   (Quelle: Photonics)       Chemische Industrie usw.

                                                                        Seite 62
Nanopartikel: Vielfältige Anwendungen
                                     Keramiken für Membranen
                                     Batterien und Brennstoffzellen
                                     Katalytische und elektrolytische
                                      Reaktoren
                                     Gasspeicher
                                     Schutzbeschichtung von
                                      Plastikoberflächen
                                     Thermische und Kratzschutz
                                     Antireflexbeschichtung von
                                      Fensterscheiben
TEM-Aufnahme von SiO2-Nanopartikeln  Sonnencreme
                                     Elektronik, Laser, Displays
                                     Beschichtungen im Automobilbereich
                                     Biokeramiken, Wirkstoffträger
                                     Magnetische Nanopartikel für die
                                      hydrotherm. Krebsbehandlung

                                                                    Seite 63
Nanotechnologie: Chip-Herstellung – Vom Sand zum
Transistor               - Herstellung von Silizium-
                                                           Wafern aus Sand
                                                         - Reinraum-Technik
                                                                    - Lithographie
                                                                    - Beschichtungsverfahren
                                                                    - Ätztechnik
Wüstensand

                                                                                Transistoren, Dioden,
                                                                               Computerchips, …

               2 cm

             Silizium-Wafer mit mehreren hundert Chips
                                                         Gekapselte Chips und weitere Elektronik auf einer Leiterplatte

                                                                                                                          Seite 64
Kümmerer in der Studienkommission

 Chemie:                  Elektrotechnik:
 Prof. Dr. Nadja Bigall   Prof. Dr. H. Jörg Osten

 Physik:                   Maschinenbau:
 Prof. Dr. Rolf Haug       Prof. Dr.-Ing. Marc. C. Wurz
                                                          Seite 65
Ansprechpersonen

    Studiengangskoordination – Dr. Katrin Radatz
    Prüfungsausschuss – Prof. Dr. Jörg Osten
    Fachrat Nanotechnologie
    Fachberater – Dr. Fritz Schulze-Wischeler
    Bafög-Beauftragter - Dr. Fritz Schulze-Wischeler
    Zentrale Studienberatung
    Lernberatung des Zentrums für Schlüsselkompetenzen
    Psychologische Studienberatung

                                                          Seite 66
Fachrat Nanotechnologie

                          Seite 67
Wichtige Unterlagen zum Start

 Kurs- und Modulkatalog

 Stundenplan

 Studienverlaufsplan

 Prüfungsordnung

 Erstsemesterbroschüre

www.LNQE.uni-hannover.de
                                Seite 68
Organisatorisches:
Für alle Kurse anmelden: StudIP!

Prüfungsanmeldung:
Sie müssen sich für Klausuren, an denen Sie teilnehmen
möchten, innerhalb des Prüfungsmeldezeitraums anmelden.
Nachträgliche Anmeldung sind leider nicht möglich. Die
Prüfungsmeldezeiträume finden Sie hier verlinkt auf der LNQE-
Website.

Anhörungsverfahren:
Bei der Anhörung handelt es sich um eine verpflichtende
Studienberatung. Zu einer Anhörung kommt es aus zwei Gründen:
1. Wenn die erforderlichen 15 ECTS-Leistungspunkte im
    vergangenen Semester nicht erreicht wurden.
2. Wenn die durchschnittliche Anzahl an ECTS-
    Leistungspunkten (Zählsemester x 15) unterschritten wurde
                                                                Seite 69
LUH-E-Mailadresse

 Präsident: „..ist für die Kommunikation zwischen
  Studierenden und Beschäftigten der Leibniz Universität
  verbindlich deren studentische E-Mail-Adresse zu
  nutzen.“
 vorname.nachname@stud.uni-hannover.de
 Siehe: Stud.IP:

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Tipps

 Arbeiten Sie in Teams
 Stellen Sie fragen/Sprechen Sie mit uns
 Bleiben Sie dran

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Spiegel-Online 09.08.2017

„…Klingt nach einer Scheinkorrelation? Ist es auch. Denn entscheidend für
den Effekt ist nicht der Alkohol, sondern das gesellige Beisammensein….“
                                                                          Seite 72
Herzlich Willkommen!
an der Leibniz Universität Hannover

Fritz Schulze-Wischeler
Laboratorium für Nano- und Quantenengineering
Leibniz Universität Hannover

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