Suchergebnis: Katalogdaten im Herbstsemester 2014

Elektrotechnik und Informationstechnologie Master Information
Fächer der Vertiefung
Insgesamt 42 KP müssen im Masterstudium aus Vertiefungsfächern erreicht werden. Der individuelle Studienplan unterliegt der Zustimmung eines Tutors.
Electronics and Photonics
Kernfächer
Diese Fächer sind besonders empfohlen, um sich in "Electronics and Photonics" zu vertiefen.
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
151-0605-00LNanosystemsW4 KP4GA. Stemmer
KurzbeschreibungFrom atoms to molecules to condensed matter: characteristic properties of simple nanosystems and how they evolve when moving towards complex ensembles.
Intermolecular forces, their macroscopic manifestations, and ways to control such interactions.
Self-assembly and directed assembly of 2D and 3D structures.
Special emphasis on the emerging field of molecular electronic devices.
LernzielFamiliarize students with basic science and engineering principles governing the nano domain.
InhaltThe course addresses basic science and engineering principles ruling the nano domain. We particularly work out the links between topics that are traditionally taught separately.

Special emphasis is placed on the emerging field of molecular electronic devices, their working principles, applications, and how they may be assembled.

Topics are treated in 2 blocks:

(I) From Quantum to Continuum
From atoms to molecules to condensed matter: characteristic properties of simple nanosystems and how they evolve when moving towards complex ensembles.

(II) Interaction Forces on the Micro and Nano Scale
Intermolecular forces, their macroscopic manifestations, and ways to control such interactions.
Self-assembly and directed assembly of 2D and 3D structures.
Literatur- Kuhn, Hans; Försterling, H.D.: Principles of Physical Chemistry. Understanding Molecules, Molecular Assemblies, Supramolecular Machines. 1999, Wiley, ISBN: 0-471-95902-2
- Chen, Gang: Nanoscale Energy Transport and Conversion. 2005, Oxford University Press, ISBN: 978-0-19-515942-4
- Ouisse, Thierry: Electron Transport in Nanostructures and Mesoscopic Devices. 2008, Wiley, ISBN: 978-1-84821-050-9
- Wolf, Edward L.: Nanophysics and Nanotechnology. 2004, Wiley-VCH, ISBN: 3-527-40407-4

- Israelachvili, Jacob N.: Intermolecular and Surface Forces. 2nd ed., 1992, Academic Press,ISBN: 0-12-375181-0
- Evans, D.F.; Wennerstrom, H.: The Colloidal Domain. Where Physics, Chemistry, Biology, and Technology Meet. Advances in Interfacial Engineering Series. 2nd ed., 1999, Wiley, ISBN: 0-471-24247-0
- Hunter, Robert J.: Foundations of Colloid Science. 2nd ed., 2001, Oxford, ISBN: 0-19-850502-7
Voraussetzungen / BesonderesCourse format:

Lectures: Thursday 10-12, ML F 36

Homework: Mini-Reviews
Students select a paper (list distributed in class) and expand the topic into a Mini-Review that illuminates the particular field beyond the immediate results reported in the paper.
227-0147-00LVLSI II: Design of Very Large Scale Integration CircuitsW7 KP5GH. Kaeslin, N. Felber
KurzbeschreibungDiese weiterführende Lehrveranstaltung in der Reihe VLSI behandelt alle Aspekte des Entwurfs digitaler ASICs von der Netzliste bis zum Layout unter Berücksichtigung diverser parasitärer Effekte (Clock Skew, Metastabilität, Ground Bounce, IR-Drop, Elektromigration, ESD, Latchup). Ebenfalls behandelt werden Wirtschaftlichkeit und Leitung von VLSI Projekten.
LernzielDigitale VLSI-Schaltungen zu entwerfen wissen, welche funktionssicher, testbar, langlebig, und wirtschaftlich sinnvoll sind.
InhaltDiese weiterführende Lehrveranstaltung behandelt sowohl technische Aspekte auf Schaltungs- und Layout-Niveau als auch ökonomische Fragen hochintegrierter Schaltungen. Behandelt werden:
- Grenzen der funktionellen Designverifikation, testgerechter Schaltungsentwurf.
- Synchrone Taktungsdisziplinen im Vergleich, Clock Skew, Taktverteilung, Input/Output Timing.
- Synchronisation und Metastabilität.
- Schaltungstechnik von CMOS Gattern, Flip-Flops und RAM Speichern auf Transistorniveau.
- Weshalb benötigen CMOS Schaltungen überhaupt Energie?
- Leistungsabschätzung und Low-Power Design.
- Forschungsrichtungen für energieeffizienteres Rechnen.
- Layoutbedingte parasitäre Effekte, Leitungsverzögerung, statische Timing Analyse.
- Schaltströme, induktiv sowie resistiv bedingte Spannungsabfälle, Speisungsverteilung.
- Floorplanning, Chip Assembly, Packaging.
- Layout-Entwurf auf Masken-Niveau, Layoutverifikation.
- Elektromigration, ESD und Latch-up.
- Formen der industriellen Zusammenarbeit in der Mikroelektronik.
- Worauf man beim Einsatz Virtueller Komponenten achten muss.
- Kostenstrukturen der ASIC Entwicklung und Herstellung.
- Anforderungen der Märkte, Entscheidungskriterien sowie Fallbeispiele.
- Ausbeutemodelle.
- Wege zur Fabrikation kleiner Stückzahlen.
- Marktüberlegungen mit Fallbeispielen.
- Leitung von VLSI Projekten.

Die Übungen führen durch den physischen Entwurf (Floorplanning, Plazierung, Verdrahtung, Takt- und Speisungsverteilung, Layoutverifikation) bis zu den verifizierten GDS II Fabrikationsdaten. Dabei gelangen industrielle CAD-Tools zum Einsatz.
SkriptEnglischsprachiges Vorlesungsskript.

Sämtliche Unterlagen in englischer Sprache.
LiteraturH. Kaeslin: "Digital Integrated Circuit Design, from VLSI Architectures to CMOS Fabrication" Cambridge University Press, 2008, ISBN 9780521882675
Voraussetzungen / BesonderesHighlight:
Es wird die Möglichkeit geboten einen Chip nach eigenen Ideen zu entwickeln, welcher anschliessend tatsächlich fabriziert wird! Ein solches Projekt wird in Form einer Semesterarbeit am Institut für Integrierte Systeme parallel zum Besuch von VLSI II durchgeführt.

Voraussetzungen:
"VLSI I: von Architektur zu hochintegrierter Schaltung und FPGA" oder gleichwertige Kenntnisse.

Weiterführende Informationen:
Link
227-0197-00LWearable Systems IW6 KP4GG. Tröster, U. Blanke
KurzbeschreibungKontexterkennung in mobilen Kommunikationssystemen (Mobiltelephon, Wearable Computer) wird mit fortgeschrittenen Verfahren aus dem Bereich Sensor Data Fusion, Mustererkennung, Statistik, Data Mining und maschinelles Lernen erarbeitet.
Kontext umfasst das Verhalten von Personen und Gruppen, deren Aktivitäten, sowie das lokale und soziale Umfeld.
LernzielZukünftige Mobilsysteme stellen uns als persönliche und hilfsbereite Assistenten die Informationen und Dienstleistungen zur Verfügung, wie wir sie aktuell benötigen. Die Systeme bestehen aus einem Smartphone, das mit Sensoren am Körper und in der Umgebung kommuniziert. Die Kontexterkennung als zentrale Funktion mobiler Systeme bildet den Schwerpunkt dieser Vorlesung. Kontext umfasst das Verhalten von Personen und Gruppen, deren Aktivitäten, sowie das lokale und soziale Umfeld.

Im Datenpfad von den Sensoren über die Segmentierung, Merkmalsextraktion und Clusterbildiung bis zur Klassifikation des Kontextes werden fortgeschrittene Verfahren der Signalverarbeitung, der Mustererkennung, der Statistik und des Maschinellen Lernens exemplarisch eingesetzt. Sensordaten, die über Crowdsourcing-Methoden gewonnen sind, werden in die Analysen eingebunden. Der Validierung mit MATLAB folgen eine Implementierung und Testphase auf einem Smartphone.
InhaltZukünftige Mobilsysteme werden als persönliche und hilfsbereite Assistenten in unserer Kleidung integriert sein und uns die Informationen und Dienstleistungen zur Verfügung stellen, wie wir sie aktuell benötigen (siehe Link). Die Kontexterkennung - wo befindet sich der Benutzer, was tut er, mit wem ist zusammen, wie geht es ihm und was sind seine Bedürfnisse - als zentrale Funktion mobiler Systeme bildet den Schwerpunkt dieser Veranstaltung.

In der Vorlesung werden folgende Themen behandelt:
Sensornetze, Sensordatenverarbeitung, Data Fusion, Segmentierung, LDA, Bayes Decision Theory, Entscheidungsbäume, Random Forest, kNN-Verfahren, Support Vector Machine, Hidden Markov Modelle, Adaboost, Data- und Textmining, Crowdsourcing, SOM und Clustering.

Die Übungen orientieren sich an konkreten Problemstellungen wie Gesten- und Bewegungserkennung mit verteilten Sensoren, Detektion von Aktivitätsmuster, Benutzung 'crowd-generierter' Daten sowie Bestimmung des lokalen Umfeldes.

Präsentationen durch Doktorierende und der Besuch am Wearable Computing Lab führen ein in die aktuellen Forschungsthemen und die internationalen Forschungsprojekte.

Sprache: deutsch/englisch (abhängig von den TeilnehmerInnen)
SkriptManuskript zu allen Lektionen, Übungen mit Musterlösungen.
Link
LiteraturLiteratur wird in den jeweiligen Vorlesungseinheiten benannt
Voraussetzungen / BesonderesKeine speziellen Voraussetzungen erforderlich
227-0301-00LOptical Communication FundamentalsW6 KP2V + 1U + 1PJ. Leuthold
KurzbeschreibungTransmitters and receivers are the basic building blocks of communication links. In this lecture we discuss the path of an analog signal in the transmitter to the digital world in an optical communication link and back to the analog world at the receiver. The lecture is organized to cover the fundamentals of all important optical and optoelectronic components in a fiber communications system.
LernzielFundamentals of optical communications systems with an emphasis on transmitters and receivers.
InhaltChapter 1: Introduction: Analog/Digital Conversion, The Communication Channel, Shannon Channel Capacity.

Chapter 2: The Transmitter: Components of a Transmitter, The Spectrum of a Signal, Optical Modulators, Modulation Formats.

Chapter 3: Signal-to-Noise Ratio, Intersymbol Interference, Electronic Coding.

Chapter 4: Multiplexing techniques (WDM/FDM, TDM, OFDM, Nyquist Multiplexing, OCDMA).

Chapter 5: Optical Amplifiers (Semiconductor Optical Amplifiers, Erbium Doped Fiber Amplifiers, Raman Amplifiers).

Chapter 6: The Receiver: pin-Photodiodes, Polarisation Demultiplexing, Phase Estimation, Clock Recovery.

Chapter 7: Noise: Noise Mechanisms, Photocurrent Noise, Thermal Noise, Electronic Amplifiers Noise, Optical Amplifier Noise.

Chapter 8: Receiver and Detector Errors: Detection Errors of On-Off Keying, Detection Errors of M-Ary Signals, Direct-, Heterodyne and Homodyne Reception.
SkriptLecture notes are handed out.
Voraussetzungen / BesonderesFundamentals of Electromagnetic Fields & Bachelor Lectures on Physics (see Bsc ITET).
227-0655-00LNonlinear OpticsW6 KP2V + 1UJ. Leuthold
KurzbeschreibungNonlinear Optics deals with the interaction of light with material, the response of material to light and the mathematical framework to describe the phenomena. As an example we will cover fundamental phenomena such as the refractive index, the electro-optic effect, second harmonic generation, four-wave mixing or soliton propagation and others.
LernzielThe important nonlinear optical phenomena are understood and can be classified. The effects can be described mathematical by means of the susceptibility.
InhaltChapter 1: The Wave Equations in Nonlinear Optics
Chapter 2: Nonlinear Effects - An Overview
Chapter 3: The Nonlinear Optical Susceptibility
Chapter 4: Second Harmonic Generation
Chapter 5: The Electro-Optic Effect and the Electro-Optic Modulator
Chapter 6: Acousto-Optic Effect
Chapter 7: Nonlinear Effects of Third Order
Chapter 8: Nonlinear Effects in Media with Gain
LiteraturLecture notes are handed out.
Voraussetzungen / BesonderesFundamentals of Electromagnetic Fields (Maxwell Equations) & Bachelor Lectures on Physics
227-0663-00LNano-Optics Information W6 KP2V + 2UL. Novotny
KurzbeschreibungNano-Optics is the study of optical phenomena and techniques on the nanometer scale. It is an emerging field of study motivated by the rapid advance of nanoscience and technology. It embraces topics such as plasmonics, optical antennas, optical trapping and manipulation, and high-resolution imaging and spectroscopy.
LernzielUnderstanding concepts of light localization and light-matter interactions on the nanoscale.
InhaltStarting with an angular spectrum representation of optical fields the role of inhomogeneous evanescent fields is discussed. Among the topics are: theory of strongly focused light, point spread functions, resolution criteria, confocal microscopy, and near-field optical microscopy. Further topics are: optical interactions between nanoparticles, atomic decay rates in inhomogeneous environments, single molecule spectroscopy, light forces and optical trapping, photonic bandgap materials, and theoretical methods in nano-optics.
Voraussetzungen / Besonderes- Electrodynamics (or equivalent)
- Physics I+II
227-1033-00LNeuromorphic Engineering I Information W6 KP2V + 3UT. Delbrück, G. Indiveri, S.‑C. Liu
KurzbeschreibungThis course covers analog circuits with emphasis on neuromorphic engineering: MOS transistors in CMOS technology, static circuits, dynamic circuits, systems (silicon neuron, silicon retina, motion circuits) and an introduction to multi-chip systems. The lectures are accompanied by weekly laboratory sessions.
LernzielUnderstanding of the characteristics of neuromorphic circuit elements and their interaction in parallel networks.
InhaltNeuromorphic circuits are inspired by the structure, function and plasticity of biological neurons and neural networks. Their computational primitives are based on physics of semiconductor devices. Neuromorphic architectures often rely on collective computation in parallel networks. Adaptation, learning and memory are implemented locally within the individual computational elements. Transistors are often operated in weak inversion (below threshold), where they exhibit exponential I-V characteristics and low currents. These properties lead to the feasibility of high-density, low-power implementations of functions that are computationally intensive in other paradigms. The high parallelism and connectivity of neuromorphic circuits permit structures with massive feedback without iterative methods and convergence problems and real-time processing networks for high-dimensional signals (e.g. vision). Application domains of neuromorphic circuits include silcon retinas and cochleas, real-time emulations of networks of biological neurons, and the development of autonomous robotic systems. This course covers devices in CMOS technology (MOS transistor below and above threshold, floating-gate MOS transistor, phototransducers), static circuits (differential pair, current mirror, transconductance amplifiers, multipliers, power-law circuits, resistive networks, etc.), dynamic circuits (linear and nonlinear filters, adaptive circuits), systems (silicon neuron, silicon retina, motion circuits) and an introduction to multi-chip systems. The lectures are accompanied by weekly laboratory sessions on the characterization of neuromorphic circuits, from elementary devices to systems.
LiteraturS.-C. Liu et al.: Analog VLSI Circuits and Principles; various publications.
Voraussetzungen / BesonderesParticular: The course is highly recommended for those who intend to take the spring semester course 'Neuromorphic Engineering II', that teaches the conception and layout of such circuits with a set of inexpensive software tools, ending with an optional submission of a mini-project for CMOS fabrication.

Prerequisites: Background in basics of semiconductor physics helpful, but not required.
402-0255-00LEinführung in die FestkörperphysikW10 KP3V + 2UK. Ensslin
KurzbeschreibungDie Vorlesung vermittelt die Grundlagen zur Physik kondensierter Materie und berührt einzelne Gebiete, welche später in Spezialvorlesungen eingehender behandelt werden. Im Stoff enthalten sind: Strukturen von Festkörpern, Interatomare Bindungen, elementare Anregungen, elektronische Eigenschaften von Isolatoren, Metalle, Halbleiter, Transportphänomene, Magnetismus, Supraleitung.
LernzielEinführung in die Physik der kondensierten Materie.
InhaltDie Vorlesung vermittelt die Grundlagen zur Physik kondensierter Materie und berührt einzelne Gebiete, welche später in Spezialvorlesungen eingehender behandelt werden. Im Stoff enthalten sind: Mögliche Formen von Festkörpern und deren Strukturen (Strukturklassifizierung und -bestimmung); Interatomare Bindungen; elementare Anregungen, elektronische Eigenschaften von Isolatoren, Metalle (klassische Theorie, quantenmechanische Beschreibung der Elektronenzustände, thermische Eigenschaften und Transportphänomene); Halbleiter (Bandstruktur, n/p-Typ Dotierungen, p/n-Kontakte); Magnetismus, Supraleitung
SkriptEin Skript wird verteilt.
LiteraturIbach & Lüth, Festkörperphysik
C. Kittel, Festkörperphysik
Ashcroft & Mermin, Festkörperphysik
W. Känzig, Kondensierte Materie
Voraussetzungen / BesonderesVoraussetzungen: Physik I, II, III wünschenswert
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