Suchergebnis: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2012

Physik Master Information
Wahlfächer
Physikalische und mathematische Wahlfächer
Auswahl: Festkörperphysik
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
402-0516-10LGroup Theoretical Methods in Solid State PhysicsW12 KP3V + 3UD. Pescia
KurzbeschreibungThis lecture introduces the fundamental concepts of group theory and their representations. The accent is on the concrete applications of the mathematical concepts to practical quantum mechanical problems of solid state physics and other fields of physics rather than on their mathematical proof.
LernzielThe aim of this lecture is to give a fundamental knowledge on the application of symmetry in atoms, molecules and solids. The lecture is intended for students at the master and Phd. level in Physics that would like to have a practical and comprehensive view of the role of symmetry in physics. Students in their third year of Bachelor will be perfectly able to follow the lecture and can use it for their future master curriculuum. Students from other Departement are welcome, but they should have a solid background in mathematics and physics, although the lecture is quite self-contained.
Inhalt1. Groups, Classes, Representation theory, Characters of a representation and theorems involving them.

2. The symmetry group of the Schrödinger equation, Invariant subspaces, Atomic orbitals, Molecular vibrations, Cristal field splitting, Compatibility relations, Band structure of crystals.

3. SU(2) and spin, The double group, The Kronecker Product, The Clebsch-Gordan coefficients, Clebsch-Gordan coeffients for point groups,The Wigner-Eckart theorem and its applications to optical transitions.
SkriptThe copy of the blackboard is made available online.
LiteraturThis lecture is essentially a practical application of the concepts discussed in:

- L.D. Landau, E.M. Lifshitz, Lehrbuch der Theor. Pyhsik, Band III, "Quantenmechanik", Akademie-Verlag Berlin, 1979, Kap. XII
- Ibidem, Band V, "Statistische Physik", Teil 1, Akademie-Verlag 1987, Kap. XIII and XIV.
402-0514-00LModern Topics in Solid State PhysicsW6 KP3GB. Batlogg
KurzbeschreibungAktuelle Themen der Festkörperphysik werden erarbeitet. (z.B.: ORG. SEMICOND., QUANTUM MAGNETS, HIGH TEMP. SUPERCOND., GRAPHENE, NANOTUBES, MOLEC. ELECTRONICS, QUANT. PHASE TRANSITIONS, SPINTRONICS, TOPOLOGISCHE INSULATOREN etc.) Es werden die konzeptionellen Fragen erläutert, die Methoden dargestellt, und auch die Bedeutung der Materialien als Modellsubstanzen aufgezeigt.
LernzielZiel der Veranstaltung ist es, die Studierenden in einige "heisse" Themen der modernen Festkörperphysik einzuführen. Es werden die konzeptionellen Fragen erläutert, die Methoden dargestellt, und auch ein Zugang zu den interessanten Materialien aufgezeigt. Das Wechselspiel zwischen experimentellen und theoretischen Beiträgen wird dargestellt.

Zielpublikum: Interessierte Studierende aus den Gebieten der Physik, der Materialwissenschaften , der interdisziplinären Naturwissenschaften.
InhaltBitte konsultieren Sie die englische Beschreibung. Bitte beachten Sie auch, dass wir am Anfang des Semesters auf die Wünsche der Studierenden eingehen werden und dementsprechend das Programm anpassen werden, und dass wir auf neueste Entwicklungen eingehen.
SkriptIn der Lehrveranstaltung werden ausführliche Unterlagen verteilt.
LiteraturHinweise auf Originalliteratur und auf Uebersichtsarbeiten werden verteilt.
Voraussetzungen / BesonderesDiese Lehrveranstaltung ist für Studierende, die sich mit modernen Themen der Festkörperphysik als ein Hauptgebiet der Physik vertraut machen wollen. Die Lehrmethode legt grossen Wert auf aktives Lernen und auch auf "learning by teaching".
Der Dozent hat ausgiebige Erfahrung auf den angebotenen Spezialgebieten und ist such gerne bereit, auf Wünsche der Studierenden nach weiteren speziellen Themen einzugehen.
Die Unterrichtssprache wird den Wünschen der Studierenden angepasst. (Englisch, Deutsch)
402-0528-12LUltrafast Methods in Solid-State PhysicsW6 KP2V + 1US. Johnson, Y. M. Acremann
KurzbeschreibungThis course provides an overview and a critical examination of currently active experimental methods to study the sub-nanosecond dynamics of solid-state materials in response to strong perturbations.
LernzielThe goal of the course is to enable students to identify and evaluate experimental methods to manipulate and measure the electronic, magnetic and structural properties of solids on the fastest possible time scales. These "ultrafast methods" potentially lead both to an improved understanding of fundamental interactions in condensed matter and to applications in data storage, materials processing and solid-state computing.
InhaltThe topical course outline is as follows:

1. Mechanisms of ultrafast light-matter interaction
- A. Dipole interaction
- B. Displacive excitation of phonons
- C. Impulsive stimulated Raman and Brillouin scattering
- D. Scattering and Diffraction
2. Ultrafast optical-frequency methods
- A. Ellipsometry
- B. Broadband techniques
- C. Harmonic generation
- D. Fluorescence
- E. 2-D Spectroscopies
3. THz-frequency methods
- A. Mid-IR and THz interactions with solids
- B. Difference frequency mixing
- C. Optical rectification
4. Ultrafast VUV and x-ray frequency methods
- A. Photoemission spectroscopy
- B. X-ray absorption spectroscopies
- C. X-ray diffraction
- D. Coherent imaging
5. Electron based methods
- A. Ultrafast electron diffraction
- B. Electron spectroscopies
SkriptWill be distributed.
LiteraturWill be distributed.
Voraussetzungen / BesonderesAlthough the course "Ultrafast Processes in Solids" (402-0526-00L) is useful as a companion to this course, it is not a prerequisite.
402-0318-00LSemiconductor Materials: Characterization, Processing and Devices Information W6 KP2V + 1US. Schön, W. Wegscheider
KurzbeschreibungThis course gives an introduction into the fundamentals of semiconductor materials. The main focus of the second part is on state-of-the-art characterization, semiconductor processing and devices.
LernzielBasic knowledge of semiconductor physics and technology. Application of this knowledge for state-of-the-art semiconductor device processing
InhaltSemiconductor material characterization (ex situ): Structural and chemical methods (XRD, SEM, TEM, EDX, EELS, SIMS), electronic methods (Hall & quantum Hall effect, transport), optical methods (PL, absorption sepctroscopy);
Semiconductor processing: E-beam lithography, optical lithography, structuring of layers and devices (RIE, ICP), thin film deposition (metallization, PECVD, sputtering, ALD);
Semiconductor devices: Bipolar and field effect transistors, semiconductor lasers, other devices
402-0536-00LFerromagnetism: From Thin Films to SpintronicsW6 KP2V + 1UR. Allenspach
KurzbeschreibungFerromagnetism: from Thin Films to Spintronics
LernzielKnowing the most important concepts and applications of ferromagnetism, in particular on the nanoscale (thin films, small structures). Being able to read and understand scientific articles at the front of research in this area. Learn to know how and why a hard disk functions. Learn to condense and present the results of a research articles so that the colleagues understand.
InhaltShort revisit of some fundamental terms from the “Magnetism: From the atom to the solid state" lecture.
Topics: magnetization curves, magnetic domains, magnetic anisotropy; novel effects in ultrathin magnetic films and multilayers: interlayer exchange, spin transport;
magnetization dynamics, spin precession.
Applications: Magnetic data storage, magnetic memories, spin-based electronics, also called spintronics.
SkriptSkripte werden in Vorlesung abgegeben (Skript in Englisch).
Voraussetzungen / BesonderesLanguage: English, or German if all students agree.
402-0544-00LNeutron Scattering in Condensed Matter Physics II Information W6 KP2V + 1UA. Zheludev
KurzbeschreibungThe lecture, building on the basic tools seen during the autumn semester, concentrates on advanced subjects and specific applications: polarized neutrons, phase transitions, defect scattering, superconductivity, small angle scattering and reflectometry, neutron optics. The position of neutron scattering relative to complementary techniques such as mu-Sr and X-ray scattering is also discussed.
LernzielComprehension, based on the lectures of the autumn semester, of the following specific topics: the use of polarized neutrons, phase transitions (critical neutron scattering), selected structure problems (defects, macromolecules, superconductors, charge density distributions...), magnetism, dynamical neutron scattering (neutron optics), small angle scattering and reflectometry. A few examples from the most recent literature will as well be discussed.
Inhalt7. Fluctuation-dissipation theorem
8. Polarized neutrons
9. Phase transitions
11. Neutron optics
12. Superconductors
13. Ferroelectrics
15. Small angle scattering and reflectometry
16. Scattering from gasses
SkriptHandouts will be distributed a the beginning of each lecture.
LiteraturIntrodution to the theory of thermal neutron scattering, G. L. Squires, Dover Publications, INC., Mineola, New York,
ISBN 0-486-69447-X

Theory of neutron scattering from condensed matter, S. W. Lovesey, Clarendon Press, Oxford, ISBN 0-19-852017-4.
402-0596-00LElektronentransport durch Nanostrukturen Information W6 KP2V + 1UT. M. Ihn
KurzbeschreibungDie Vorlesung diskutiert grundlegende Quantenphänomene des Elektronentransports in Nanostrukturen: Drudetheorie, Landauer-Büttiker Theorie, Leitwertquantisierung, Aharonov-Bohm Effekt, schwache Lokalisierung/Antilokalisierung, Schrotrauschen, den integralen und fraktionalen Quantenhalleffekt, Tunneltransport, Coulomb Blockade, kohärente Manipulation von Ladungs- und Spin-Qubits.
Lernziel
SkriptDie Vorlesung basiert auf dem Buch:
T. Ihn, Semiconductor Nanostructures: Quantum States and Electronic Transport, ISBN 978-0-19-953442-5, Oxford University Press, 2010.
Voraussetzungen / BesonderesSolide Grundkenntnisse in Quantenmechanik, Elektrostatik, Quantenstatistik und in Festkörperphysik werden vorausgesetzt.

Studierende des Master in Micro- and Nanosystems sollten mindestens die Vorlesung von David Norris, Introduction to quantum mechanics for engineers gehört haben, und die Prüfung zur Vorlesung Halbleiter Nanostrukturen erfolgreich absolviert haben.

Unterrichtssprache ist Englisch
402-0577-00LQuantum Systems for Information TechnologyW8 KP2V + 2US. Filipp
KurzbeschreibungIntroduction to experimental quantum information processing (QIP). Quantum bits. Coherent Control. Quantum Measurement. Decoherence. Microscopic and macroscopic quantum systems. Nuclear magnetic resonance (NMR) in molecules and solids. Ions and neutral atoms in electromagnetic traps. Charges and spins in quantum dots. Charges and flux quanta in superconducting circuits. Novel hybrid systems.
LernzielIn recent years the realm of quantum mechanics has entered the domain of information technology. Enormous progress in the physical sciences and in engineering and technology has allowed us to envisage building novel types of information processors based on the concepts of quantum physics. In these processors information is stored in the quantum state of physical systems forming quantum bits (qubits). The interaction between qubits is controlled and the resulting states are read out on the level of single quanta in order to process information. Realizing such challenging tasks may allow constructing an information processor much more powerful than a classical computer. The aim of this class is to give a thorough introduction to physical implementations pursued in current research for realizing quantum information processors. The field of quantum information science is one of the fastest growing and most active domains of research in modern physics.
InhaltA syllabus will be provided on the class web server at the beginning of the term (see section 'Besonderes'/'Notice').
SkriptElectronically available lecture notes will be published on the class web server (see section 'Besonderes'/'Notice').
LiteraturQuantum computation and quantum information / Michael A. Nielsen & Isaac L. Chuang. Reprinted. Cambridge : Cambridge University Press ; 2001.. 676 p. : ill.. [004153791].

Additional literature and reading material will be provided on the class web server (see section 'Besonderes'/'Notice').
Voraussetzungen / BesonderesThe class will be taught in English language.

Basic knowledge of quantum mechanics is required, prior knowledge in atomic physics, quantum electronics, and solid state physics is advantageous.

More information on this class can be found on the web site: http://www.solid.phys.ethz.ch/wallraff/content/courses/coursesmain.html
402-0770-00LPhysik mit Myonen: Von der Atomphysik zur FestkörperphysikW6 KP2V + 1UE. Morenzoni
KurzbeschreibungEinführung und Überblick in Myonenphysik. Schwerpunkt auf Anwendungen der polariserten Myonen als mikroskopische magnetische Proben in der Festkörperphysik/Chemie (Myonen Spinrotation und Relaxation Methoden). Beispiele aus aktueller Forschung in Magnetismus, Supraleitung, Halbleiterphysik und aus Untersuchungen von dünnen Filmen und Mehrfachschichten.
LernzielPositive und negative Myonen haben viele Anwendungsmöglichkeit in den verschiedensten Gebieten der Physik. Als Bausteine des Standardmodels spielen sie eine grundlegende Rolle in der Teilchenphysik. Das positive Myon findet Einsatz als mikroskopische magnetische Probe in der Festkörperphysik und als leichtes Proton in der Chemie und negative Myonen und Myonium in der Atom- und Molekularphysik. In dieser Vorlesung wird eine Einführung und ein Überblick von den physikalischen Fragen angeboten, die mit Myonen adressiert werden können und von den Methoden die dabei angewendet werden. Besondere Betonung wird auf die Anwendungen in der Festkörperphysik und Materialforschung gegeben (Myonen Spinrotations- und Relaxationmethoden, muSR). Beispiele aus Forschung in Magnetismus, Supraleitung, Untersuchung von dünnen Filmen. Bestimmung von fundamentalen Konstanten und Präzisionsspektroskopie mit Myonen. Die Vorlesung eignet sich gut für Leuten, die Interesse an einem Praktikum oder an einer Bacheleor/Masterarbeit in Myon Spin Spektroskopie Forschung am Paul Scherrer Institut haben.
InhaltEinführung: Myoneigenschaften, Erzeugung von Myonenstrahlen
Teilchenphysikaspekte: Myon-Zerfall, Messung der magnetischen Anomalie
Hyperfeinwechselwirkung, Myoniumspektroskopie
Grundlagen der Myon Spin Rotation /Relaxation /Resonanz
Statische und dynamische Spin Relaxation
Anwendungen in Magnetismus: Lokale magnetische Felder, Phasenübergänge, Spin-Glas Dynamik
Anwendungen in Supraleitung: Messung der magnetischen Eindringtiefe und Kohärenzlänge, Phasendiagramm von Hochtemperatur Supraleitern, Vortex-Materie
Wasserstoffzustände in Halbleitern
Dünnfilm und Oberflächenuntersuchungen mit niederenergetischen Myonen
SkriptEin Skript (auf Englisch) wird am Anfang jeder Vorlesung verteilt.
siehe auch http://people.web.psi.ch/morenzoni/
Literaturhttp://lmu.web.psi.ch/about/aboutmsr.html#rev
Voraussetzungen / BesonderesDie Lehrveranstaltung kann auf Englisch gehalten werden.
402-0564-00LFestkörperoptik
Findet dieses Semester nicht statt.
W6 KP2V + 1UL. Degiorgi
Kurzbeschreibung
Lernziel
LiteraturF. Wooten, in Optical Properties of Solids, (Academic Press, New York, 1972) and
M. Dressel and G. Gruener, in Electrodynamics of Solids, (Cambridge University Press, 2002).
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