Thomas Markus Ihn: Katalogdaten im Herbstsemester 2020

NameHerr Prof. Dr. Thomas Markus Ihn
LehrgebietExperimentalphysik
Adresse
Laboratorium für Festkörperphysik
ETH Zürich, HPF E 15.1
Otto-Stern-Weg 1
8093 Zürich
SWITZERLAND
Telefon+41 44 633 22 80
Fax+41 44 633 11 46
E-Mailihn@phys.ethz.ch
URLhttps://nano.phys.ethz.ch/
DepartementPhysik
BeziehungTitularprofessor und Privatdozent

NummerTitelECTSUmfangDozierende
402-0073-00LPhysik I Belegung eingeschränkt - Details anzeigen 3 KP2V + 1UT. M. Ihn
KurzbeschreibungEinführung in die Konzepte und Werkzeuge der Physik unter Zuhilfenahme von Demonstrationsexperimenten: Mechanik
LernzielDie Studierenden kennen und verstehen die grundlegenden Begriffe der naturwissenschaftlich-physikalischen Naturbeschreibung. Sie verstehen die grundlegenden Konzepte und Gesetze der Mechanik und können sie in praktischen Beispielaufgaben anwenden.
Inhalt1. Grundlegende Konzepte der Naturwissenschaften
2. Bewegung in einer Dimension
3. Bewegung in zwei und drei Dimensionen
4. Die Newtonschen Gesetze
5. Anwendungen der Newtonschen Gesetze
6. Arbeit und Energie
7. Erhaltungssätze in zusammengesetzten Systemen
SkriptT. Ihn: Physik für Studierende der Biologie und der Pharmazeutischen Wissenschaften (unveröffentlichtes Vorlesungsskript)
LiteraturDie Vorlesung enthält Elemente aus:

Paul A. Tipler and Gene P. Mosca, "Physik für Wissenschaftler und Ingenieure", Springer Spektrum.

Feynman, Leighton, Sands, "The Feynman Lectures on Physics", Volume I (http://www.feynmanlectures.caltech.edu/)
402-0530-00LMesoscopic Systems0 KP1ST. M. Ihn
KurzbeschreibungResearch colloquium
Lernziel
402-0595-00LSemiconductor Nanostructures6 KP2V + 1UT. M. Ihn
KurzbeschreibungDer Kurs umfasst die Grundlagen der Halbleiternanostrukturen, z.B. Materialherstellung, Bandstrukturen, 'bandgap engineering' und Dotierung, Feldeffekttransistoren. Aufbauend auf zweidimensionalen Elektronengasen wird dann der Quantenhalleffekt besprochen, sowie die Physik der gängigen Halbleiternanostrukturen, d.h. Quantenpunktkontakte, Aharonov-Bohm Ringe und Quantendots, behandelt.
LernzielZiel der Vorlesung ist das Verständnis von vier Schlüsselphänomenen des Elektronentransports in Halbleiter-Nanostrukturen. Dazu zählen
1. der ganzzahlige Quantenhalleffekt
2. die Quantisierung des Leitwerts in Quantenpunktkontakten
3. der Aharonov-Bohm Effekt
4. der Coulomb-Blockade Effekt in Quantendots
Inhalt1. Einführung und Überblick
2. Halbleiterkristalle: Herstellung und Bandstrukturen
3. k.p-Theorie, Elektronendynamik in der Näherung der effektiven Masse
4. Envelope Funktionen, Näherung der effektiven Masse, Heterostrukturen und 'band engineering'
5. Herstellung von Nanostrukturen
6. Elektrostatik und Quantenmechanik von Halbleiternanostrukturen
7. Heterostrukturen und zweidimensionale Elektronengase
8. Drude Transport
9. Elektronentransport in Quantenpunktkontakten; Landauer-Büttiker Beschreibung
10. Ballistische Transportexperimente
11. Interferenzeffekte in Aharonov-Bohm Ringen
12. Elektron im Magnetfeld, Shubnikov-de Haas Effekt
13. Ganzzahliger Quantenhalleffekt
14. Quantendots, Coulombblockade
SkriptT. Ihn, Semiconductor Nanostructures, Quantum States and Electronic Transport, Oxford University Press, 2010.
LiteraturNeben dem Vorlesungsskript können folgende Bücher empfohlen werden:
1. J. H. Davies: The Physics of Low-Dimensional Semiconductors, Cambridge University Press (1998)
2. S. Datta: Electronic Transport in Mesoscopic Systems, Cambridge University Press (1997)
3. D. Ferry: Transport in Nanostructures, Cambridge University Press (1997)
4. T. M. Heinzel: Mesoscopic Electronics in Solid State Nanostructures: an Introduction, Wiley-VCH (2003)
5. Beenakker, van Houten: Quantum Transport in Semiconductor Nanostructures, in: Semiconductor Heterostructures and Nanostructures, Academic Press (1991)
6. Y. Imry: Introduction to Mesoscopic Physics, Oxford University Press (1997)
Voraussetzungen / BesonderesDie Vorlesung richtet sich an alle Physikstudierenden nach dem Bachelorabschluss. Grundlagen in der Festkörperphysik sind erforderlich, ambitionierte Studierende im fünften Semester können der Vorlesung aber auch folgen. Die Vorlesung eignet sich auch für das Doktoratsstudium. Der Kurs wird auf Englisch gehalten.