Physikalisches Institut

Lehre

SS 2015

"Seminar zur Kondensierten Materie"

"Projektpraktikum Supraleiter Dünnfilme"

  • Dozenten: C. Back, D. Kölle

  • Block-Praktikum (ca. 30 Stunden auf mehrere Tage verteilt); Termin nach Vereinbarung -- in Gruppen von jeweils 2-3 Studierenden

  • Das Praktikum bietet die Möglichkeit ausgewählte experimentelle Methoden der Dünnschichttechnik, der Mikrostrukturierung, sowie der strukturellen und elektrischen Charakterisierung zu erlernen.
  • Aus dem Inhalt: Herstellung einkristalliner Dünnfilme aus Hochtemperatursupraleitern (Vakuumtechnik, Dünnschichttechnik, Filmwachstum); Mikrostrukturierung von Dünnfilmen mittels Photolithographie und Ionenstrählätzen; Charakterisierung von einkristallinen Filmen und Dünnfilmmikrostrukturen (Röntgenbeugung, Rasterelektronenmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie, Charakterisierung der eletrischen Transporteigenschaften bei tiefen Temperaturen).
  • Zur Vorbereitung wird eine Anleitung zur Verfügung gestellt.

"Physik der Nanostrukturen" (Basismodul: Vorlesung mit Übungen)

  • Dozenten: M. Fleischer, D. Kölle, D. Wharam

  • Vorlesung: jeweils Mo 10-12 Uhr und Do 13-15 Uhr; D4 A19

  • Übungen: Mi 8-10, 10-12 und 13-15 Uhr (S. Dickreuter, M. J. Martínez-Pérez, B. Müller, D. Wharam)
  • Dieses Basismodul bietet eine Einführung in die Grundlagen der Physik der Nanostrukturen und Grenzflächen und deren Anwendungen.
  • Aus dem Inhalt: Festkörperhysik in reduzierten Dimensionen; elektronische Eigenschaften von Nanostrukturen (Miniaturisierung & Grenzflächen, mesoskopische niederdimensionale Strukturen, Kohlenstoff-Systeme, supraleitende/metallische/Spin-Systeme); Herstellung & Charakterisierungsmethoden; magnetische Eigenschaften von Nanostrukturen; optische Eigenschaften von Nanostrukturen; moderne Systeme & Anwendungen
  • Vorlesungsnotizen sind auf ILIAS erhältlich.

"Quantenmaterie in der Atom- und Festkörperphysik" (Vorlesung)

  • Dozenten: H. Hattermann, R. Kleiner

  • jeweils Di 17-19 Uhr, D6 A08

  • Die Vorlesung befasst sich mit grundlegenden Aspekten von Supraleitern, Superfluiden, Bose-Einstein-Kondensaten und verwandten Systemen.
  • Aus dem Inhalt: Mikroskopische und makroskopische Quantenzustände; Quantenstatistik, atomare Bose- und Fermigase; Fallen für Atome, Kühlen atomarer Gase ins entartete Regime; Supraleiter: Grundlegende Effekte; die BCS-Theorie für Supraleiter; suprafluides 4He; Gross-Pitaevskii- und Ginzburg-Landau-Theorie; suprafluides 3He und verwandte Systeme; Experimente mit ultrakalten Atomen und Molekülen; Josephson-Effekte in Supraleitern, BECs und Suprafluiden; Fermigase, BEC-BCS-Übergang.
  • Vorlesungsnotizen sind bei den Dozenten erhältlich.

"Grundlagen der Supraleitung" (Vorlesung)

  • Dozent: R. Kleiner

  • jeweils Do 15-17 Uhr, D6 A08

  • Die Vorlesung bietet eine Einführung in die Grundlagen der Supraleitung.
  • Aus dem Inhalt: Historisches, Kühlmethoden; Grundlegende Eigenschaften von Supraleitern; Die makroskopische Wellenfunktion; Quanteninterferenzen; Die BCS-Theorie für "konventionelle" Supraleiter; Eigenschaften einiger supraleitender Elemente, Legierungen und Verbindungen; Unkonventionelle Supraleitung; Thermodynamische Eigenschaften und Ginzburg-Landau-Theorie; Kritische Ströme in Supraleitern 1. und 2. Art; Josephsonkontakte und deren Eigenschaften
  • Vorlesungsnotizen sind bei dem Dozenten erhältlich.

"Anwendungen der Supraleitung: Dünnfilm-Bauelemente" (Vorlesung)

  • Dozenten: C. Back, D. Bothner, D. Kölle

  • jeweils Mi 15-17 Uhr, D6 A08

  • Die Vorlesung bietet eine Einführung in etablierte und potentielle Anwendungen von Supraleiter-Dünnfilmstrukturen, mit Schwerpunkt auf supraleitenden Quanteninterferenzdetektoren (SQUIDs).
  • Aus dem Inhalt: Herstellungstechnologien (Materialien, Josephson-Kontakte und Mehrlagenstrukturen); SQUIDs: prinzipielle Funktsionweise, dc SQUID-Grundlagen, theoretische Beschreibung, Rauschen im dc SQUID; praktische SQUIDs und SQUID-Magnetometer; SQUID-Gradiometer und Betrieb im Magnetfeld; SQUID-Anwendungen (Übersicht, Biomagnetismus, mikroTesla NMR und MRI, SQUID-Mikroskopie); nanoSQUIDs
  • Vorlesungsnotizen sind bei den Dozenten erhältlich oder auf ILIAS.

"Makroskopische Quantenphänomene in Josphsonkontakten und verwandten Systemen" (Vorlesung)

  • Aus dem Inhalt: Auf dem Weg zum künstlichen Atom: Josephsonkontakte als makroskopische Quantensysteme, SQUIDs klassisch & Quantum; Ladungs-Qubits; Circuit-QED; komplexe supraleitende Qubits und Auslesetechniken. Josephsonkontakte mit inneren Freiheitsgraden: Fluxonen und andere makroskopische Quantenobjekte: Lange Josephsonkontakte als makroskopische Quantensysteme; Fraktionale Flusswirbel; phi-Josephsonkontakte
  • Vorlesungsnotizen sind bei dem Dozenten erhältlich.