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Hauptstudium Studiengang Elektrotechnik und Informations- technik Schwerpunkt Plasmatechnik Modulhandbuch PO 04 Fakult¨ at f¨ ur Elektrotechnik und Informationstechnik

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Hauptstudium StudiengangElektrotechnik und Informations-technik

Schwerpunkt Plasmatechnik

Modulhandbuch

PO 04

Fakultat fur Elektrotechnik und Informationstechnik

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Inhaltsverzeichnis

1 Module 31.1 Diplomarbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.2 Industriepraktikum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.3 Kernfacher A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.4 Kernfacher B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.5 Nichttechnische Wahlfacher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.6 Pflichtfacher Plasmatechnik A und B . . . . . . . . . . . . . 91.7 Praktische Facher Plasmatechnik . . . . . . . . . . . . . . . 101.8 Studienarbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.9 Wahlfacher A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121.10 Wahlfacher B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.11 Wahlpflichtfacher Plasmatechnik A . . . . . . . . . . . . . . 141.12 Wahlpflichtfacher Plasmatechnik B . . . . . . . . . . . . . . 16

2 Veranstaltungen 192.1 148191: Automatisierungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . 202.2 148029: Bildverarbeitung in der Medizin . . . . . . . . . . . . 222.3 141280: Biomedizinische Anwendungen in der Plasmatechnik 242.4 209800: Biomedizinische Funktionssysteme I . . . . . . . . . 262.5 201015: Biomedizinische Funktionssysteme II . . . . . . . . . 282.6 141375: Computational Methods on GPU . . . . . . . . . . . 302.7 148194: Computerarchitektur und Betriebssysteme . . . . . . 312.8 148020: Digitale Signalverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . 332.9 148182: Diplomarbeit ETIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.10 141367: Electromagnetic Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.11 148041: Elektrische Antriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.12 148023: Elektromagnetische Wellen . . . . . . . . . . . . . . 402.13 148123: Elektronentransport in Metallen und Halbleitern . . 422.14 148106: Engineering Problems in Thermonuclear fusion . . . 442.15 148206: Exakte Methoden und Naherungsverfahren I . . . . . 462.16 148185: Exakte Methoden und Naherungsverfahren II . . . . 472.17 141361: Felder, Wellen und Teilchen . . . . . . . . . . . . . . 482.18 148012: Festkorperelektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492.19 141106: freie Veranstaltungswahl . . . . . . . . . . . . . . . . 512.20 141374: Fundamentals of GPU Programming . . . . . . . . . 522.21 148021: Grundlagen der Kommunikationsakustik . . . . . . . 532.22 141384: Halbleitertechnologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552.23 141127: Hochfrequenzmesstechnik . . . . . . . . . . . . . . . 57

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INHALTSVERZEICHNIS

2.24 148190: Hochfrequenztechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592.25 144010: Industriepraktikum ETIT . . . . . . . . . . . . . . . 602.26 148025: Integrierte Digitalschaltungen . . . . . . . . . . . . . 612.27 142360: International Summer School . . . . . . . . . . . . . 622.28 139930: Laser Metrology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642.29 148195: Leistungselektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662.30 202620: Master-Praktikum Biomedizinische Messtechnik . . . 682.31 142101: Master-Projekt Plasmatechnik . . . . . . . . . . . . 702.32 143282: Master-Seminar Plasma-Simulation . . . . . . . . . . 712.33 143280: Master-Seminar Plasmatechnik . . . . . . . . . . . . 722.34 148193: Messtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 732.35 148031: Modellierung technischer Plasmen . . . . . . . . . . 752.36 148198: Nachrichtentechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772.37 148015: Nanoelektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 802.38 141105: Nichttechnische Veranstaltungen . . . . . . . . . . . 812.39 141370: Numerical Plasma Simulation . . . . . . . . . . . . . 832.40 150118: Numerical Methods and Scientific Computing . . . . 842.41 148022: Photonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 862.42 141285: Physik und Technik von Lichtquellen . . . . . . . . . 872.43 148157: Plasma-Oberflachen-Wechselwirkung . . . . . . . . . 892.44 148032: Plasmadiagnostik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902.45 141363: Plasmarandschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 912.46 148019: Plasmatechnik I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 922.47 148030: Plasmatechnik II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 942.48 141364: Plasmatechnik in der Halbleiter- und Mikrosystem-

technik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 962.49 148098: Praktikum Plasmatechnik und Plasmaphysik . . . . 982.50 148124: Quantenmechanische Grundlagen von Nanoelektro-

nik und Quantum Computing . . . . . . . . . . . . . . . . . 992.51 148118: Radar-Verfahren und -Signalverarbeitung . . . . . . 1012.52 148039: Regenerative elektrische Energietechnik . . . . . . . 1032.53 148179: Sondergebiete der Mechanik: Biomechanik . . . . . . 1052.54 148200: Stochastische Signale . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1062.55 148184: Studienarbeit ETIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1082.56 142361: Summer School Master Class . . . . . . . . . . . . . 1092.57 148221: Technische Mikrobiologie . . . . . . . . . . . . . . . 1102.58 148028: Tomographische Abbildungsverfahren in der Medizin 1112.59 148027: Ultraschall in der Medizin . . . . . . . . . . . . . . . 113

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Kapitel 1

Module

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KAPITEL 1. MODULE

1.1 Diplomarbeit

Nummer: 149824Kurzel: DA-ETITVerantwortlicher: Studiendekan ETITArbeitsaufwand: 0 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: 25

Ziele: Die Diplomprufung bildet den berufsqualifizierenden Abschluss desStudiums im Diplomstudiengang Elektrotechnik und Informationstechnik ander Ruhr-Universitat Bochum. Durch die Diplomprufung soll festgestellt wer-den, ob die Kandidatin bzw. der Kandidat die fur den Ubergang in die Be-rufspraxis notwendigen grundlichen Fachkenntnisse erworben hat, die fachli-chen Zusammenhange uberblickt und die Fahigkeit besitzt, wissenschaftlicheMethoden und Erkenntnisse anzuwenden.

Die Diplomprufung fuhrt zum wissenschaftlich berufsqualifizierenden Ab-schluss des Studiums. Durch die Diplomprufung soll festgestellt werden, obder Kandidat bzw. die Kandidatin fundierte Kenntnisse und die Fahigkeitzur selbststandigen Anwendung anspruchsvoller wissenschaftlicher Metho-den erlernt hat. Die Studierenden sollen zur kritischen Einordnung der wis-senschaftlichen Erkenntnisse sowie zu verantwortlichem, interdisziplinaremDenken und Handeln befahigt werden und sollen komplexe Probleme derElektrotechnik und Informationstechnik analysieren und Losungen erarbei-ten konnen. Die Diplomprufung setzt sich aus der kumulativen Bewertungaller im Hauptstudium absolvierten Prufungen in den zugeordneten Lehrver-anstaltungen und der Diplomarbeit zusammen.

Inhalt: Die Diplomarbeit ist eine schriftliche Prufungsarbeit und schließtdas Studium ab. Sie soll zeigen, dass der Kandidat bzw. die Kandidatin in derLage ist, innerhalb einer vorgegebenen Frist ein anspruchsvolles Problem derElektrotechnik und Informationstechnik selbststandig mit wissenschaftlichenMethoden zu bearbeiten.

Prufungsform: siehe Lehrveranstaltungen

Veranstaltungen:

148182: Diplomarbeit ETIT 25 SWS (S.35)

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KAPITEL 1. MODULE

1.2 Industriepraktikum

Nummer: 149825Kurzel: IndPrak-ETITVerantwortlicher: Studiendekan ETITArbeitsaufwand: 0 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte:

Ziele: Nach der Praktikantentatigkeit haben die Studierenden u.a. Einbli-cke in die betrieblichen Arbeitsweisen und Sozialstrukturen gewonnen. Sie ha-ben Konstruktions-, Entwurfs- und Entwicklungsmethoden, mit Verfahrens-und Betriebsaufgaben, sowie mit industriellen Produktionseinrichtungen ken-nengelernt. Kommunikative und soziale Schlusselqualifikationen sind aus demUmgang mit Vorgesetzten und Teammitgliedern bekannt.

Inhalt: Die berufsbezogene Tatigkeit in einem Industrieunternehmen, wo-bei unter Anleitung fachbezogene Probleme gehort werden, soll fruhzeitig aufdie Berufstatigkeit vorbereiten.

Prufungsform: siehe Lehrveranstaltungen

Veranstaltungen:

144010: Industriepraktikum ETIT (S.60)

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KAPITEL 1. MODULE

1.3 Kernfacher A

Nummer: 149841Kurzel: KernA-DiplPTVerantwortlicher: Studiendekan ETITArbeitsaufwand: 360 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: 12

Ziele: xxx

Inhalt: xxx

Prufungsform: siehe Lehrveranstaltungen

Veranstaltungen:

148191: Automatisierungstechnik 4 SWS (S.20)148194: Computerarchitektur und Betriebssysteme 4 SWS (S.31)148190: Hochfrequenztechnik 4 SWS (S.59)148195: Leistungselektronik 4 SWS (S.66)

148193: Messtechnik 4 SWS (S.73)

148198: Nachrichtentechnik 4 SWS (S.77)148200: Stochastische Signale 4 SWS (S.106)

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KAPITEL 1. MODULE

1.4 Kernfacher B

Nummer: 149848Kurzel: KernB-PTVerantwortlicher: Studiendekan ETITArbeitsaufwand: 240 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: 8

Ziele: xxx

Inhalt: xxx

Prufungsform: siehe Lehrveranstaltungen

Veranstaltungen:

148191: Automatisierungstechnik 4 SWS (S.20)148194: Computerarchitektur und Betriebssysteme 4 SWS (S.31)148190: Hochfrequenztechnik 4 SWS (S.59)148195: Leistungselektronik 4 SWS (S.66)

148193: Messtechnik 4 SWS (S.73)

148198: Nachrichtentechnik 4 SWS (S.77)148200: Stochastische Signale 4 SWS (S.106)

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KAPITEL 1. MODULE

1.5 Nichttechnische Wahlfacher

Nummer: 149827Kurzel: ntWafa-ETITVerantwortlicher: Studiendekan ETITArbeitsaufwand: 120 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: 4

Ziele: Innerhalb des Moduls setzen die Studierenden entsprechend ihrerInteressen verschiedene Schwerpunkte. Dafur steht Ihnen das breite Angebotder ganzen Universitat zur Verfugung. Sie beherrschen entsprechend ihrerAuswahl verschiedene Schlusselqualifikationen.

Inhalt: Die nichttechnischen Wahlfacher erweitern die Soft Skills. Z.B. wirddie englische Fachsprache verbessert, in die Grundlagen der Rechtswissen-schaften eingefuhrt oder Grundkenntnisse der Betriebswirtschaft vermittelt.Bei der Auswahl haben die Studierenden die Moglichkeit eine Auswahl ent-sprechend der eigenen Interessen zu treffen.

Prufungsform: siehe Lehrveranstaltungen

Veranstaltungen:

141105: Nichttechnische Veranstaltungen (S.81)

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KAPITEL 1. MODULE

1.6 Pflichtfacher Plasmatechnik A und B

Nummer: 149366Kurzel: PFPlasm-DiplVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannArbeitsaufwand: 0 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: 21

Ziele: Es wird ein fachspezifisches Grundlagenwissen vermittelt

1. uber die physikalische Natur des Plasmazustandes (Wechselwir-kung von Ladungstragern und Feldern, atomare und molekulareReaktionen, Oberflachenprozesse),

2. uber die technische Erzeugung von Plasmen (Bauart und Charak-teristika der unterschiedlichen Plasmaquellen, speziell von HF-Plasmen),

3. uber die Methoden der Plasmadiagnostik (optische, elektrischeund Teilchendiagnostik), sowie

4. uber wichtige technische Anwendungen.

Inhalt: Die Plasmatechnik beschaftigt sich mit den charakteristischen Ei-genschaften und der technischen Anwendung des Plasmas, des “vierten Zu-stands der Materie”. In diesem Sinne hat die Plasmatechnik einen wohl-definierten inneren Kern, gekennzeichnet durch einen Satz von physikalischen“Grundphanomenen”. Diese Phanomene und ihr gegenseitiger Zusammen-hang bilden einen Teil des Inhalts der Veranstaltungen. (Das Plasma alsSystem freier Elektronen und Ionen, Neutralteilchen und eventuell Staub,elektromagnetischer Felder, und Strahlung.) Daneben ist die Plasmatechnikaber gleichzeitig “Schlussel- und Querschnittstechnologie”, d.h. durch ihreAnwendungen verbunden mit einer Vielzahl von Technologien und Industri-en von der Mikroelektronik uber die Lichttechnik bis hin zur Medizintechnik.Ein erster Uberblick uber die vielfaltigen Anwendungen der Plasmatechnikgehort ebenfalls zum Inhalt der Pflichtfacher Plasmatechnik A.

Prufungsform: siehe Lehrveranstaltungen

Veranstaltungen:

148206: Exakte Methoden und Naherungsverfahren I 3 SWS (S.46)141361: Felder, Wellen und Teilchen 4 SWS (S.48)148031: Modellierung technischer Plasmen 3 SWS (S.75)148157: Plasma-Oberflachen-Wechselwirkung 3 SWS (S.89)148032: Plasmadiagnostik 3 SWS (S.90)

148019: Plasmatechnik I 3 SWS (S.92)

148030: Plasmatechnik II 3 SWS (S.94)

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KAPITEL 1. MODULE

1.7 Praktische Facher Plasmatechnik

Nummer: 149363Kurzel: PrFPlasmVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannArbeitsaufwand: 270 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: 9

Ziele: Seminar: Fertigkeiten in der Aufbereitung und Prasentation wissen-schaftlicher Erkenntnisse. Praktikum: Berufspraktische Umsetzung von Me-thoden des betreffenden Studienschwerpunktes.

Inhalt: Je 1 Seminar und 1 Praktikum werden aus einer verbindlichen Listefur den Studienschwerpunkt Plasmatechnik ausgewahlt.

Prufungsform: siehe Lehrveranstaltungen

Veranstaltungen:

202620: Master-Praktikum Biomedizinische Messtechnik 3 SWS (S.68)142101: Master-Projekt Plasmatechnik 3 SWS (S.70)

143282: Master-Seminar Plasma-Simulation 3 SWS (S.71)

143280: Master-Seminar Plasmatechnik 3 SWS (S.72)148098: Praktikum Plasmatechnik und Plasmaphysik 3 SWS (S.98)

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KAPITEL 1. MODULE

1.8 Studienarbeit

Nummer: 149829Kurzel: SA-ETITVerantwortlicher: Studiendekan ETITArbeitsaufwand: 0 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: 12

Ziele: Erwerb von Grundkenntnissen der wissenschaftlichen Arbeit, derProjektorganisation und der Prasentation wissenschaftlicher Ergebnisse.

Inhalt: Losung einer wissenschaftlichen Aufgabe unter Anleitung.

Prufungsform: siehe Lehrveranstaltungen

Veranstaltungen:

148184: Studienarbeit ETIT 12 SWS (S.108)

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KAPITEL 1. MODULE

1.9 Wahlfacher A

Nummer: 149831Kurzel: WafaA-DiplETITVerantwortlicher: Studiendekan ETITArbeitsaufwand: 270 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: 9-14

Ziele: Dieses Modul dient dem Erwerb neuer, und der Vertiefung bereitserworbener Kenntnisse auf technischem oder nichttechnischem Gebiet nachWahl durch den Studenten, wobei keine Vorgaben gemacht werden. Es wirdempfohlen, dieses Modul entweder fur die fachliche Vertiefung, oder fur denErwerb von Schlusselqualifikationen zu verwenden.

Inhalt: Lehrveranstaltungen nach Wahl.

Prufungsform: siehe Lehrveranstaltungen

Veranstaltungen:

141106: freie Veranstaltungswahl (S.51)

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KAPITEL 1. MODULE

1.10 Wahlfacher B

Nummer: 149833Kurzel: WafaB-DiplETITVerantwortlicher: Studiendekan ETITArbeitsaufwand: 270 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: 9-14

Ziele: Dieses Modul dient dem Erwerb neuer, und der Vertiefung bereitserworbener Kenntnisse auf technischem oder nichttechnischem Gebiet nachWahl durch den Studenten, wobei keine Vorgaben gemacht werden. Es wirdempfohlen, dieses Modul entweder fur die fachliche Vertiefung, oder fur denErwerb von Schlusselqualifikationen zu verwenden.

Inhalt: Lehrveranstaltungen nach Wahl.

Prufungsform: siehe Lehrveranstaltungen

Veranstaltungen:

141106: freie Veranstaltungswahl (S.51)

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KAPITEL 1. MODULE

1.11 Wahlpflichtfacher Plasmatechnik A

Nummer: 149364Kurzel: WPFPlasmA-DiplVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannArbeitsaufwand: 240 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: 8-14

Ziele: Vertiefte fachspezifische Kenntnisse auf dem Gebiet des Studien-schwerpunktes Plasmatechnik vermitteln.

Inhalt: Es sind Lehrveranstaltungen aus dem Wahlpflichtkatalog des Stu-dienschwerpunktes Plasmatechnik auszuwahlen.

Prufungsform: siehe Lehrveranstaltungen

Veranstaltungen:

148029: Bildverarbeitung in der Medizin 3 SWS (S.22)141280: Biomedizinische Anwendungen in der Plasmatechnik 3 SWS (S.24)209800: Biomedizinische Funktionssysteme I 3 SWS (S.26)201015: Biomedizinische Funktionssysteme II 3 SWS (S.28)141375: Computational Methods on GPU 3 SWS (S.30)148020: Digitale Signalverarbeitung 4 SWS (S.33)141367: Electromagnetic Fields 3 SWS (S.36)

148041: Elektrische Antriebe 3 SWS (S.38)148023: Elektromagnetische Wellen 3 SWS (S.40)148123: Elektronentransport in Metallen und Halbleitern 3 SWS (S.42)148106: Engineering Problems in Thermonuclear fusion 3 SWS (S.44)148185: Exakte Methoden und Naherungsverfahren II 3 SWS (S.47)148012: Festkorperelektronik 4 SWS (S.49)141374: Fundamentals of GPU Programming 3 SWS (S.52)148021: Grundlagen der Kommunikationsakustik 3 SWS (S.53)141384: Halbleitertechnologie 3 SWS (S.55)141127: Hochfrequenzmesstechnik 4 SWS (S.57)148025: Integrierte Digitalschaltungen 4 SWS (S.61)

142360: International Summer School 3 SWS (S.62)139930: Laser Metrology 4 SWS (S.64)

148015: Nanoelektronik 3 SWS (S.80)

141370: Numerical Plasma Simulation 3 SWS (S.83)

150118: Numerische Mathematik fur Elektrotechniker 3 SWS (S.84)

148022: Photonics 4 SWS (S.86)141285: Physik und Technik von Lichtquellen 3 SWS (S.87)

141363: Plasmarandschichten 3 SWS (S.91)141364: Plasmatechnik in der Halbleiter- und Mikrosystemtechnik 3 SWS (S.96)148124: Quantenmechanische Grundlagen von Nanoelektronik undQuantum Computing

3 SWS (S.99)

148118: Radar-Verfahren und -Signalverarbeitung 3 SWS (S.101)

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KAPITEL 1. MODULE

148039: Regenerative elektrische Energietechnik 4 SWS (S.103)148179: Sondergebiete der Mechanik: Biomechanik 2 SWS (S.105)

142361: Summer School Master Class 3 SWS (S.109)148221: Technische Mikrobiologie 2 SWS (S.110)148028: Tomographische Abbildungsverfahren in der Medizin 3 SWS (S.111)

148027: Ultraschall in der Medizin 3 SWS (S.113)

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KAPITEL 1. MODULE

1.12 Wahlpflichtfacher Plasmatechnik B

Nummer: 149365Kurzel: WPFPlasmB-DiplVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannArbeitsaufwand: 240 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: 8-14

Ziele: Vertiefte fachspezifische Kenntnisse auf dem Gebiet des Studien-schwerpunktes Plasmatechnik vermitteln.

Inhalt: Es sind Lehrveranstaltungen aus dem Wahlpflichtkatalog des Stu-dienschwerpunktes Plasmatechnik auszuwahlen.

Prufungsform: siehe Lehrveranstaltungen

Veranstaltungen:

148029: Bildverarbeitung in der Medizin 3 SWS (S.22)141280: Biomedizinische Anwendungen in der Plasmatechnik 3 SWS (S.24)209800: Biomedizinische Funktionssysteme I 3 SWS (S.26)201015: Biomedizinische Funktionssysteme II 3 SWS (S.28)141375: Computational Methods on GPU 3 SWS (S.30)148020: Digitale Signalverarbeitung 4 SWS (S.33)141367: Electromagnetic Fields 3 SWS (S.36)

148041: Elektrische Antriebe 3 SWS (S.38)148023: Elektromagnetische Wellen 3 SWS (S.40)148123: Elektronentransport in Metallen und Halbleitern 3 SWS (S.42)148106: Engineering Problems in Thermonuclear fusion 3 SWS (S.44)148185: Exakte Methoden und Naherungsverfahren II 3 SWS (S.47)148012: Festkorperelektronik 4 SWS (S.49)148021: Grundlagen der Kommunikationsakustik 3 SWS (S.53)141384: Halbleitertechnologie 3 SWS (S.55)141127: Hochfrequenzmesstechnik 4 SWS (S.57)148025: Integrierte Digitalschaltungen 4 SWS (S.61)

142360: International Summer School 3 SWS (S.62)139930: Laser Metrology 4 SWS (S.64)

148015: Nanoelektronik 3 SWS (S.80)

141370: Numerical Plasma Simulation 3 SWS (S.83)

150118: Numerische Mathematik fur Elektrotechniker 3 SWS (S.84)141285: Physik und Technik von Lichtquellen 3 SWS (S.87)

141363: Plasmarandschichten 3 SWS (S.91)141364: Plasmatechnik in der Halbleiter- und Mikrosystemtechnik 3 SWS (S.96)148124: Quantenmechanische Grundlagen von Nanoelektronik undQuantum Computing

3 SWS (S.99)

148118: Radar-Verfahren und -Signalverarbeitung 3 SWS (S.101)148039: Regenerative elektrische Energietechnik 4 SWS (S.103)148179: Sondergebiete der Mechanik: Biomechanik 2 SWS (S.105)

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KAPITEL 1. MODULE

142361: Summer School Master Class 3 SWS (S.109)148221: Technische Mikrobiologie 2 SWS (S.110)148028: Tomographische Abbildungsverfahren in der Medizin 3 SWS (S.111)

148027: Ultraschall in der Medizin 3 SWS (S.113)

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KAPITEL 1. MODULE

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Kapitel 2

Veranstaltungen

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.1 148191: Automatisierungstechnik

Nummer: 148191Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: Blackboard

FolienTafelanschrieb

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Jan LunzeDozenten: Prof. Dr.-Ing. Jan Lunze

M. Sc. Sven BodenburgSprache: DeutschSWS: 4angeboten im:

Ziele: Es werden die fachspezifischen Grundlagen der Automatisierungs-technik vermittelt. Die Ubungen tragen dazu bei, erste Erfahrungen im Um-gang und der Anwendung der systemtheoretisch begrundeten Methoden aufunterschiedliche Anwendungsbeispiele zu sammeln. Dabei werden die Me-thoden zur Beschreibung und Analyse dynamischer Systeme und zum Steue-rungsentwurf erlernt, wobei sowohl wertkontinuierliche als auch ereignisdis-krete Systeme behandelt werden.

Inhalt: Die Vorlesung behandelt die grundlegenden automatisierungstech-nischen Aufgaben und Methoden in drei Teilen:

• Einfuhrung

– Ziele und Aufgaben der Automatisierungstechnik

– Grundlegende Eigenschaften dynamischer Systeme

• Automatisierung kontinuierlicher Systeme

– Beschreibung und Verhalten kontinuierlicher Systeme

– Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit

– Stabilitat

– Einstellregeln fur PID-Regler

– Zustandsbeobachtung und Diagnose kontinuierlicher Systeme

• Automatisierung und Verhalten diskreter Systeme

– Beschreibung diskreter Systeme

– Entwurf diskreter Steuerungen

– Zustandsbeobachtung und Diagnose diskreter Systeme

Voraussetzungen: keine

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Empfohlene Vorkenntnisse:

• Module Mathematik A, B, C

• Modul Signale und Systeme

• Modul Systemanalyse

Literatur:

[1] Lunze, Jan ”Automatisierungstechnik”, Oldenbourg Wissenschaftsverlag,2012

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.2 148029: Bildverarbeitung in der Medizin

Nummer: 148029Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte Prasentation

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Georg SchmitzDozenten: Dr.-Ing. Stefanie Dencks

wiss. MitarbeiterSprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Ziele: Die Studierenden haben die Fahigkeit, die Grundlagen der zwei- undmehrdimensionalen Signalverarbeitung sicher anwenden zu konnen. Sie be-herrschen Techniken und Strategien, um typische Aufgabenstellungen in derBildverarbeitung selbstandig losen zu konnen. Sie haben durch Ubungen ver-tiefte Programmierkenntnisse in Matlab. Durch das Anwendungsgebiet dermedizinischen Bildverarbeitung sind die Studierenden zur Analyse fachuber-greifender, interdisziplinarer Fragestellungen qualifiziert.

Inhalt: Es werden die Grundlagen und spezielle Verfahren der Bildverar-beitung vorgestellt, die insbesondere bei medizinischen Bilddaten Anwen-dung finden. Viele Verfahren werden jedoch auch in anderen Anwendungs-feldern wie z.B. der industriellen Bildverarbeitung eingesetzt. Im ersten Ab-schnitt wird die Rezeption durch das menschliche visuelle System behan-delt. Außerdem werden Definitionen und Grundlagen fur die Bildverarbei-tung eingefuhrt (z.B. Diskretisierung, Abtasttheorem, globale Kenngroßenvon Bildern). Im zweiten Abschnitt wird ein Uberblick uber die Quellen me-dizinischer Bilddaten gegeben. Der dritte Abschnitt vermittelt die wichtigs-ten Operationen im Ortsbereich, angefangen bei der Histogrammmodulation,uber Filterung und morphologische Operationen, bis zu einfachen geometri-schen Bildoperationen. Der vierte Abschnitt umfasst Methoden der Infor-mationsextraktion (Segmentierung, Texturanalyse, Formbeschreibung) undKlassifizierung. Im funften Abschnitt liegt der Schwerpunkt auf der Bildre-stauration. Zusatzlich wird ein Uberblick uber die Bildkompression, Bildre-gistrierung und 3D-Visualisierung gegeben.

Voraussetzungen: Die Anmeldung erfolgt uber das E-Learning Portal derRuhr-Universitat Bochum. Die notwendigen Informationen erhalten Sie inder ersten Vorlesung.

Empfohlene Vorkenntnisse: Kenntnisse der Systemtheorie, Fourier-Transformation und Signalverarbeitung, die denen entsprechen, die alsGrundlagen in den Vorlesungen des Bachelorstudienganges Elektrotechnikund Informationstechnik vermittelt werden.

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Prufung: mundlich, 30 Minuten

Literatur:

[1] Lehmann, Thomas, Oberschelp, Walter, Pelikan, Erich ”Bildverarbeitungfur die Medizin”, Springer, 1997[2] Campisi, Patrizio, Egiazarian, Karen ”Blind Image Deconvolution. Theoryand Applications”, CRC Press, 2007[3] Fischer, Max, Haberacker, Peter, Nischwitz, Alfred ”Computergrafik undBildverarbeitung”, Vieweg Verlag, 2007[4] Pratt, William K. Pratt ”Digital Image Processing”, Wiley & Sons, 1978[5] Eddins, Steve L., Gonzalez , Rafael C., Woods, Richard E. ”Digital ImageProcessing Using MATLAB”, Gatesmark, 2009[6] Jahne, Bernd ”Digitale Bildverarbeitung”, Springer, 2010[7] Wiltgen, Marco ”Digitale Bildverarbeitung in der Medizin”, Shaker, 1999[8] Jain, Anil K. ”Fundamentals of Digital Image Processing”, Prentice Hall,1989[9] Asyali, Musa Hakan, Demirkaya, Omer, Sahoo, Prasanna K. ”Image Pro-cessing with MATLAB. Apllications in Medicine and Biology”, CRC Press,2009[10] Boyle, Roger, Hlavac, Vaclav, Sonka, Milan ”Image Processing, Analysis,and Machine Vision”, Brooks Cole, 1999[11] Oppelt, Arnulf ”Imaging Systems for Medical Diagnostics”, Publicis Cor-porate Publishing, 2005[12] Handels, Heinz ”Medizinische Bildverarbeitung”, Teubner Verlag, 2000

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.3 141280: Biomedizinische Anwendungen

in der Plasmatechnik

Nummer: 141280Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: Blackboard

rechnerbasierte PrasentationVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Katharina StapelmannDozenten: Prof. Dr.-Ing. Katharina Stapelmann

Dr. rer. nat. Jan LackmannSprache: DeutschSWS: 3Leistungspunkte: 4angeboten im: Sommersemester

Termine im Sommersemester:

Beginn: Dienstag den 12.04.2016Vorlesung Dienstags: ab 08:15 bis 09:45 Uhr im ID 03/401Ubung Mittwochs: ab 12:15 bis 13:00 Uhr im ID 03/463

Ziele: Die Studierenden haben Interesse an plasmatechnischen Verfahrenund Technologien gewonnen. Sie haben die wichtigsten biologischen und me-dizinischen Grundbegriffe, sowie die derzeit wesentlichen biomedizinischenAnwendungen der Plasmatechnik kennen gelernt.

Inhalt: Erst seit wenigen Jahren erfreut sich die Plasmatechnik einer starkzunehmenden Anwendung in der Medizintechnik. Dabei spielt die Wechsel-wirkung zwischen dem Plasma und dem biologischen Material eine entschei-dende Rolle. Die Vorlesung nimmt diese neue Forschungsrichtung auf underlautert die wichtigsten biologischen und medizinischen Grundbegriffe, so-wie die derzeit wesentlichen biomedizinischen Anwendungen. Folgende Glie-derung liegt der Vorlesung zugrunde:

1. Grundlagen Plasma

2. Atmosparendruckplasmen und Niederdruckplasmen

3. Bestandteile des Plasmas, Wirkmechanismen

4. Grundlagen und Anwendung der Plasmasterilisation

5. Beschichtung fur biomedizinische Anwendungen

6. Grundbegriffe der Mikrobiologie

7. Einfluss von Plasma auf Pro- und Eukaryonten

8. Zellkomponenten und der Einfluss von Plasma

9. Plasma-Medizin

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Inhalt aus der Vorlesung ’Plasmatechnik 1’

Arbeitsaufwand: 120 Stunden

Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWS ent-sprechen in Summe 42 Stunden Anwesenheit. Fur die Nachbereitung derVorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stun-den pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 22 Stunden sindfur die Prufungsvorbereitung vorgesehen.

Prufung: mundlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.4 209800: Biomedizinische Funktionssyste-

me I

Nummer: 209800Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte PrasentationVerantwortlicher: Priv.-Doz. Dr. Martin HexamerDozent: Priv.-Doz. Dr. Martin HexamerSprache: DeutschSWS: 3angeboten im: Wintersemester

Termine im Wintersemester:

Beginn: Donnerstag den 22.10.2015Vorlesung m. int. Ubung Donnerstags: ab 12:15 bis 14:45 Uhr im HMA40

Ziele: Die Studierenden haben sich physiologisches Grundwissen angeeig-net und kennen einige medizintechnische Verfahren, die in direktem Bezugdazu stehen. Ihr Interesse, an der Schnittstelle Medizin/Technik zu arbeiten,wurde verstarkt.

Inhalt: Die Vorlesung behandelt die physiologischen Grundlagen wichtigerFunktions-/Organsysteme, die in die Nachrichtenverarbeitung und Regelungim Korper involviert sind. Bei der Stoffauswahl wurde u.a. auch darauf geach-tet, dass vornehmlich solche Teilsysteme des Korpers behandelt werden, diehaufig von Krankheiten betroffen sind und bei deren Diagnostik / Therapieeine starke medizintechnische Durchdringung besteht.

Vorlesungsinhalte sind:

• Grundlagen der neuronalen Informationsleitung und -verarbeitung:Bioelektrische Vorgange an Nervenzellmembranen (Gleichgewichts-,Ruhe- und Aktionspotenzial), Grundbausteine der neuronalen Infor-mationsverarbeitung (synaptische Aktivierung/ Hemmung, raumlicheund zeitliche Summation, laterale Inhibition etc.).

• Das sensorische System (somatoviszerale Sensibilitat): Vermittelt wer-den Grundkenntnisse zu verschiedenen Sensortypen, der Messwertum-wandlung (Transduktion und Transformation) und der Weiterverabei-tung.

• Das motorische System: Physiologie des Muskels, neuronale Ansteue-rung, spinale und supraspinale Sensomotorik.

• Struktur und Funktion des autonomen Nervensystems (ANS): Sympa-thikus, Parasympathikus, Medulla oblongata, Hypothalamus, Neuro-Humorales Interface.

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

• Das Herz-Kreislauf-System: Aufbau, Herzmechanik, elektrische Erre-gungsprozesse am Herzen, Kreislaufsystem, Regulationsvorgange, Mes-sung von Kreislaufparametern.

• Atmung: Aufbau, Atemmechanik, alveolare Ventilation, Gasaustausch,Atmungsregulation, Spirometrie und Messverfahren mit Indikatorga-sen.

• Darstellung der wesentlichen Biopotenziale: EKG, EMG, EEG, EOG.Beispiele fur evozierte Potenziale.

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Grundlagenvorlesungen

Prufung: mundlich, 25 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.5 201015: Biomedizinische Funktionssyste-

me II

Nummer: 201015Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte PrasentationVerantwortlicher: Priv.-Doz. Dr. Martin HexamerDozent: Priv.-Doz. Dr. Martin HexamerSprache: DeutschSWS: 3angeboten im: Sommersemester

Termine im Sommersemester:

Beginn: Donnerstag den 14.04.2016Vorlesung m. int. Ubung Donnerstags: ab 12:00 bis 14:30 Uhr im ID 04/413

Ziele: Die Studierenden haben aufbauend auf ’Biomedizinische Funktions-systeme I’ ihr medizinisch/physiologisches Grundwissen ausgebaut und wei-tere medizintechnische Verfahren kennen gelernt.

Inhalt: Die Vorlesung stellt die physiologischen Grundlagen weiterer Or-gansysteme dar und behandelt medizintechnische Gerate/Verfahren zur Dia-gnose/Therapie diesbezuglicher Erkrankungen.

Vorlesungsinhalte sind:

• Grundlagen der Messung von Biopotenzialen (Elektroden, Diffe-renzverstarker, Instrumentenverstarker, Potenzialtrennung, Filterung,Storungsunterdruckung).

• Einflussnahme auf Korperfunktionen durch neuronale oder muskulareElektrostimulation: Stimulation des Skelettmuskels, Herzschrittmacher,Defibrillatoren, Blasen- und Hirnstimulation.

• Grundlagen der Nierenfunktion: Aufbau, Filtration, Resorption, Mit-wirkung bei der Blutvolumen-/ Blutdruckregulation. Einige wesentlicheAspekte der Hamodialyse werden vorgestellt.

• Anmerkungen zum Salz-Wasser- und Saure-Basen-Haushalt.

• Funktionen von Blut, Messung des Hamoglobingehaltes und der Sau-erstoffsattigung (Pulsoxymetrie).

• Ernahrung und Energiehaushalt: Nahrstoffe und Nahrungsbestandteile,Energiebilanz, Messung des Energieumsatzes.

• Grundlagen der Leistungsphysiologie: Anpassungen des autonomenNervensystems, des Herz-Kreislauf-Systems und der Atmung, Auswir-kung von Training, Leistungstests.

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

• Temperaturphysiologie: Warmebildung, Warmetransfer, Warmebilanz,Temperaturregulation, Hyperthermie, Hypothermie, Fieber.

• Sehsinn: Aufbau des Auges, Dioptischer Apparat, Abbildungsfehler,Transduktion und Transformation, Hell-Dunkel-Adaption, Anmerkun-gen zur neuronalen Weiterverarbeitung.

• Horsinn: Aufbau des Ohrs, Schallleitung, Transduktion und Transfor-mation,Anmerkungen zur neuronalen Weiterverarbeitung.

• Intensivmedizinische Maßnahmen mit medizintechnischem Bezug: Be-atmung, Narkose, Anasthesie, Herz-Lungen-Maschine, ECMO, Herzun-terstutzungssysteme.

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Grundlagenvorlesungen, BiomedizinischeFunktionssysteme I

Prufung: mundlich, 25 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.6 141375: Computational Methods on

GPU

number: 141375teaching methods: lecture with tutorialsmedia: rechnerbasierte Prasentation

Tafelanschriebresponsible person: Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmannlecturer: Dr. Denis Ereminlanguage: englishHWS: 3angeboten im: summer term

dates in summer term:

Vorbesprechung: Donnerstag the 14.04.2016 from 16:15 in ID 1/136

goals: The students know selected computational methods, their massivelyparallel analogs and basic programming techniques on graphics processingunits (GPU).

content:

• GPU as a modern means for general-purpose massively par-allel computations

• General GPU architecture and CUDA operational model

• Basic CUDA syntax

• Optimization strategies in GPU programming

• General guidlines for the algorithm parallelization

• Prefix Scan

• Massively parallel matrix algebra algorithms, sortingalgorithms, random number generation algorithms,Monte-Carlo algorithms, Fast Fourier Transform algo-rithms, etc...

requirements: none

recommended knowledge: Basic programming skills withC/C++/Fortran programming languages

Exam: mundlich, 45 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.7 148194: Computerarchitektur und Be-

triebssysteme

Nummer: 148194Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: Folien

rechnerbasierte PrasentationTafelanschrieb

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Michael HubnerDozenten: Prof. Dr.-Ing. Michael Hubner

M. Sc. Muhammed Soubhi Al KadiM. Sc. Fynn Schwiegelshohn

Sprache: DeutschSWS: 4angeboten im:

Ziele: Die Studierenden kennen Zusammenhange und haben Detailkennt-nisse zum Aufbau, zu Komponenten und zur Funktionsweise moderner Com-putersysteme in Hard- und Software. Damit haben sie die Basis, um sowohlin der Computertechnik selbst, als auch in deren Anwendungsbereichen -wie z.B. der Automatisierungstechnik - Computerkomponenten und -systemeauszulegen, und zu entwickeln.

Um die Studierenden zum Einen hinsichtlich Teamarbeit, Kommunika-tionsfahigkeit und Dokumentationsfahigkeit weiter zu qualifizieren und zumZweiten anwendungsbezogene, praxisrelevante Problemstellungen und derenLosungsmoglichkeiten zu vermitteln, wird veranstaltungsbegleitend ein Pro-jekt angeboten, das im Team von 3 - 4 Studierenden zu bearbeiten ist.Abhangig von der inhaltlichen und formal-stilistischen Ausarbeitung kannein Bonus von bis zu 10% erworben werden, der bei der Abschlussklausurangerechnet wird.

Inhalt: Im ersten Teil der Veranstaltung werden, ausgehend von grund-legenden Computerstrukturen (Von-Neumann-Architektur, SISD, SIMD,MIMD), grundlegende Fahigkeiten zum anforderungsgerechten Entwurf, undzur anwendungsbezogenen Realisierung von Computersystemen vermittelt.Konkrete Beispiele heutiger Computer fur unterschiedliche Anwendungsfel-der (8051, Pentium 4, Core-Architektur, Ultra Sparc III) runden die generel-len Wissensinhalte ab. Einen besonderen inhaltlichen Schwerpunkt bildet dieProgrammierung der Mikroarchitekturebene als Erganzung zu anderen Lehr-veranstaltungen im Bereich der Informatik / Computertechnik (Program-miersprachen, Eingebettete Prozessoren). Im zweiten Teil der Veranstaltungwerden die Basisfunktionen moderner Betriebssysteme behandelt. Schwer-punkte sind hier die Organisation von Prozessen mit Prozessscheduling undInterprozesskommunikation sowie die Behandlung von Deadlocks.

Im Detail ist die Lehrveranstaltung wie folgt gegliedert:

• Einfuhrung

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

– Grundstrukturen und Definitionen

– Prinzipien moderner Computerarchitektur

• Struktur und Aufbau von Computersystemen

– Klassische “Von-Neumann-Struktur”

– Parallelitatsprinzipien

– Klassifikation und Merkmale von Computerarchitekturen

• Logisch digitale Ebene

– CPU-Chips und Busse

– Schnittstellen

• Mikroarchitekturebene

– Fallbeispiel einer Mikroarchitektur

– Design der Mikroarchitekturebene

– Methoden der Leistungsoptimierung

– Beispiele der Mikroarchitekturebene

• Betriebssystemebene

– Prozesse und Threads (Scheduling, Interprozesskommunikation)

– Deadlock-Behandlung

– Organisation virtueller Speicher

– Virtuelle E/A-Instruktionen

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Inhalt aus den Vorlesungen:

• Digitaltechnik

• Programmiersprachen

• Eingebettete Prozessoren

Literatur:

[1] Tanenbaum, Andrew S. ”Computerarchitektur. Strukturen - Konzepte -Grundlagen”, Pearson, 2006[2] Tanenbaum, Andrew S. ”Modern Operating Systems”, Pearson, 2009[3] Tanenbaum, Andrew S. ”Moderne Betriebssysteme”, Pearson, 2009[4] Bode, Arndt, Hennessy, John L., Patterson, David A. ”Rechnerorganisationund -entwurf”, Spektrum Akademischer Verlag, 2005[5] Tanenbaum, Andrew S. ”Structured Computer Organization”, PrenticeHall, 2005

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.8 148020: Digitale Signalverarbeitung

Nummer: 148020Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: Folien

Handoutsrechnerbasierte PrasentationTafelanschrieb

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Dorothea KolossaDozent: Prof. Dr.-Ing. Dorothea KolossaSprache: DeutschSWS: 4angeboten im:

Ziele: Vermittlung von systematischen Methoden zur vollstandigen Be-schreibung und Analyse bzw. Simulation digitaler Systeme, sowohl im Zeit-,als auch im Frequenzbereich. Systemtheorie linearer und zeitinvarianter zeit-diskreter Systeme zur Verarbeitung bzw. Transformation von Signalfolgengemaß mathematisch formulierbarer Vorschriften.

Die Studierenden kennen die grundlegenden Methoden zur Beschreibungund Analyse von digitalen Systemen, sowie den Aufbau von realisierendenStrukturen und Algorithmen. Sie sind in der Lage, grundlegende Aufgabenim Zusammenhang mit der Analyse und Simulation digitaler Systeme zuformulieren, zu interpretieren, zu verstehen und zu losen.

Inhalt:

• Zeitdiskrete und digitale Signale (reell, komplex)

• Eigenschaften diskreter Signale und Systeme im Zeit- und Frequenzbe-reich

• Abtasttheoreme fur reelle und komplexe Tiefpasssignale

• z-Transformation: Existenz, Eigenschaften, Stabilitat digitaler Systeme

• Zeitdiskrete und Diskrete Fourier-Transformation: Eigenschaften, Be-ziehungen zu anderen Transformationen

• Deterministische Spektralanalyse: DFT-Analyse periodischer Signale,Gebrauch von Fensterfunktionen

• Ubertragungsfunktion: Pol-/Nullstellen-Darstellung, Frequenzgang

• Realisierbarkeitsbedingungen fur digitale Systeme

• Entwurf rekursiver Filter

• Entwurf linearphasiger FIR-Filter

• Strukturen digitaler Filter: Kanonische rekursive (IIR) und nichtrekur-sive (FIR) Strukturen

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

• Merkmale und Einsatz digitaler Signalprozessoren

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: DSVITS-Variante:

• Mathematik A + B

• Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik

• Grundlagen der Informationstechnik

• Grundlagen der Informatik.

DSVETuIT-Variante:

• Mathematik A + B

• Grundlagen der Elektrotechnik I und II

• Grundlagen der Informationstechnik I und II.

Veranstaltung: Signale und Systeme

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.9 148182: Diplomarbeit ETIT

Nummer: 148182Lehrform: DiplomarbeitVerantwortlicher: Studiendekan ETITDozent: Hochschullehrer der Fakultat ET/ITSprache: DeutschSWS: 25angeboten im:

Ziele: Die Diplomprufung bildet den berufsqualifizierenden Abschluss desStudiums im Diplomstudiengang Elektrotechnik und Informationstechnik ander Ruhr-Universitat Bochum. Durch die Diplomprufung soll festgestellt wer-den, ob die Kandidatin bzw. der Kandidat die fur den Ubergang in die Be-rufspraxis notwendigen grundlichen Fachkenntnisse erworben hat, die fachli-chen Zusammenhange uberblickt und die Fahigkeit besitzt, wissenschaftlicheMethoden und Erkenntnisse anzuwenden.

Die Diplomprufung fuhrt zum wissenschaftlich berufsqualifizierenden Ab-schluss des Studiums. Durch die Diplomprufung soll festgestellt werden, obder Kandidat bzw. die Kandidatin fundierte Kenntnisse und die Fahigkeitzur selbststandigen Anwendung anspruchsvoller wissenschaftlicher Metho-den erlernt hat. Die Studierenden sollen zur kritischen Einordnung der wis-senschaftlichen Erkenntnisse sowie zu verantwortlichem, interdisziplinaremDenken und Handeln befahigt werden und sollen komplexe Probleme derElektrotechnik und Informationstechnik analysieren und Losungen erarbei-ten konnen. Die Diplomprufung setzt sich aus der kumulativen Bewertungaller im Hauptstudium absolvierten Prufungen in den zugeordneten Lehrver-anstaltungen und der Diplomarbeit zusammen.

Inhalt: Die Diplomarbeit ist eine schriftliche Prufungsarbeit und schließtdas Studium ab. Sie soll zeigen, dass der Kandidat bzw. die Kandidatin in derLage ist, innerhalb einer vorgegebenen Frist ein anspruchsvolles Problem derElektrotechnik und Informationstechnik selbststandig mit wissenschaftlichenMethoden zu bearbeiten.

Empfohlene Vorkenntnisse: Vorkenntnisse entsprechend dem gewahltenThema erforderlich

Prufung: Abschlussarbeit, studienbegleitend

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.10 141367: Electromagnetic Fields

number: 141367teaching methods: lecture with tutorialsmedia: rechnerbasierte Prasentation

Tafelanschriebresponsible person: Priv.-Doz. Dr.-Ing. Thomas Mussenbrocklecturer: Priv.-Doz. Dr.-Ing. Thomas Mussenbrocklanguage: englishHWS: 3angeboten im: summer term

dates in summer term:

Beginn: Montag the 11.04.2016Vorlesung Montags: from 12:15 to 13:45 o’clock in ID 03/411Ubung Mittwochs: from 12:15 to 13:00 o’clock in ID 03/411

goals: The students have learned the theoretical basics for modeling theinteraction of electromagnetic fields and waves with matter and are able toapply the techniques to related problems in engineering and physics.

content:

• Week 1: Topics: Vectors and coordinate systems, Cartesian coordina-tes, curviliniar coordinates, Einstein sum convention, Kronecker symboland Levi-Civita symbol. Homework: Problem set 1, problem set 2

• Week 2: Topics: Derivatives and integral theorems, generalized functi-ons. Homework: Problem set 3, problem set 4

• Week 3: Topics: Fourier analysis, othorgonal transforms, Cartesian ten-sors. Homework: Problem set 5, problem set 6

• Week 4: Topics: Helmholtz’ theorem, uniqueness theorem. Homework:Problem set 7

• Week 5: Topics: Coulomb’s law, electric field, Gauss’s law, electrostaticpotential, Poisson’s and Laplace’s equation, Green’s theorem for theelectrostatic potential. Homework: Problem set 8

• Week 6: Topics: Current, current density, continuity equation, Biot-Savart law, force between two closed currents, magnetostatic equations.Homework: Problem set 9

• Week 7: Topics: Vector potential, Faraday’s law of induction, Maxwell’sdisplacement current. Homework: Problem set 10

• Week 8: Topics: Vector and scalar potentials, Gauge transformations

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

• Week 9: Topics: Green’s function for the wave equation

• Week 10: Topic: Green’s function for the wave equation cont’d

• Week 11: Topics: Conservation laws, plane waves in a non-conductingmedium

• Week 12: Topics: Polarization, group velocity

requirements: none

recommended knowledge: Fundamental knowledge of electromagneticfield theory, partial differential equations, and vector calculus would be hel-pful.

Exam: mundlich, 30 Minuten

literature:

[1] Panofsky, Wolfgang K. H., Phillips, Melba ”Classical Electricity and Ma-gnetism”, Dover Publications Inc., 2005[2] Jackson, John David ”Classical Electrodynamics”, Wiley & Sons, 1998[3] Heald, Mark A., Marion, Jerry B. ”Classical Electromagnetic Radiation”,Dover Publications Inc., 1995[4] Landau, L.D. ”Electrodynamics of Continuous Media”, Elsevier, 1984[5] Melrose, D.B. ”Electromagnetic Processes”, Cambridge University Press,1991[6] Griffiths, D.J. ”Introduction to Electrodynamics”, Prentice Hall, 1999[7] Verdeyen, J.T. ”Laser Electronics”, Prentice Hall, 1995[8] Band, Y ”Light and Matter”, Wiley & Sons, 2006[9] Zangwill, A. ”Modern Electrodynamics”, Cambridge University Press, 2013[10] Kendall, P.C. ”Vector Analysis and Cartesian Tensors”, CRC Press, 1992

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.11 148041: Elektrische Antriebe

Nummer: 148041Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte Prasentation

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Volker StaudtDozent: Prof. Dr.-Ing. Volker StaudtSprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Ziele: Die Studierenden erlangen ein vertieftes fachubergreifendes Wis-sen und erweiterte methodische Fahigkeiten im Hinblick auf die Projektie-rung und Inbetriebnahme eines komplexen Antriebssystems. Wissen aus demBereich der elektrischen Maschinen, der Mechanik, der Mess- und Sensortech-nik, und der Regelungstechnik wurde so strukturiert, dass die Studierendenunter Berucksichtigung teilweise kontrarer technischer, wirtschaftlicherund praktischer Anforderungen und Grenzen, Losungsansatze fur ei-ne bestimmte Aufgabe entwickeln konnen. Diese werden erfolgreich gegen-einander abgewogen, um das optimale Antriebssystem auszuwahlen. Inder Forschung und Vorentwicklung stehende Konzepte werden mit Blick aufzukunftige Anwendbarkeit sicher eingeordnet. Die aktive Mitgestaltung vonUbungen bindet Studierende enger in die Vorlesung ein, und erweitert dieKompetenzen bei der Prasentation selbst erarbeiteter Ergebnisse.

Inhalt: Die Vorlesung behandelt die fur die Projektierung eines elek-trischen Antriebs wesentlichen Aspekte. Dies beginnt bei der Energiever-sorgung, fuhrt uber leistungselektronische Stellglieder zur Antriebsmaschineund deren Betriebs- und Schutzarten. Es folgt eine Beschreibung der mecha-nischen Eigenschaften des Antriebs, z.B. des Getriebes und des Verhal-tens der Last. Der Bogen der Vorlesung schließt sich bei der Uberwachungund den Regelungskonzepten fur verschiedene Antriebssysteme. Die Rege-lung der Antriebsmaschinen wird an zwei sehr unterschiedlichen Beispielenerlautert. Zuerst werden Gleichstrommaschinen behandelt. Eine detaillierteModellierung der Gleichstrommaschine unter Anwendung klar begrunde-ter Naherungen ermoglicht eine einfache, sichere und schnelle Regelung.Danach wird das Betriebsverhalten der Induktionsmaschine detailliert disku-tiert. Verschiedene Regelungsverfahren, die teilweise direkt die Eigenschaftendes leistungselektronischen Stellglieds berucksichtigen, werden vorgestellt.Die Vorlesung schafft die Voraussetzung dafur, dass ein Antriebsingenieurden fur eine bestimmte Antriebsaufgabe gunstigsten Antrieb auswahlenund projektieren kann. Durch aktive Mitgestaltung von Ubungen konnenBonuspunkte erworben werden.

Voraussetzungen: Keine

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Empfohlene Vorkenntnisse:

• Grundkenntnisse aus dem Bereich der elektrischen Maschinen und derLeistungselektronik, beispielsweise aus Vorlesungen wie ’Grundlagender Energietechnik’ und ’Grundlagen der Leistungselektronik’

• Beherrschung von Bode-Diagrammen

• Grundwissen uber regelungstechnische Zusammenhange

Prufung: mundlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.12 148023: Elektromagnetische Wellen

Nummer: 148023Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte Prasentation

TafelanschriebVerantwortlicher: Priv.-Doz. Dr.-Ing. Thomas MussenbrockDozenten: Priv.-Doz. Dr.-Ing. Thomas Mussenbrock

Dipl.-Ing. Jan TrieschmannSprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Ziele:

• Vertiefung der in der Vorlesung “Systeme der Hochfrequenztechnik”vermittelten Inhalte

• Aufbereitung des theoretischen Grundlagen zur Losung verschiedens-ter Problemstellungen aus dem Bereich der Hochfrequenztechnik, Pho-tonik, Plasmatechnik oder -ganz allgemein- der elektromagnetischenFeldtheorie

• Vermittlung der Theorie elektromagnetischer Wellen

Inhalt:

• Mathematische Vorbereitungen

• Maxwell-Gleichungen

• Allgemeine elektromagnetische Felder

• Elektromagnetische Felder im Vakuum

• Elektromagnetische Felder in einfachen Medien

• Elektromagnetische Felder in dispersiven Medien

• Wellenleiter und Resonatoren

• Strahlung

• Streuung und Beugung

Voraussetzungen: keine

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Empfohlene Vorkenntnisse: Fundamentale Kenntnisse in den folgendenBereichen:

• Analysis, Vektoralge-bra, Vektoranalysis, Fourier-Transformation, Laplace-Transformation,Distributionen, Gewohnliche und partielle Differentialgleichungen

• Grundlagen der Elektrotechnik

• Grundlagen der Theorie elektromagnetischer Felder

• Grundlagen der Hochfrequenztechnik

Prufung: mundlich, 30 Minuten

Literatur:

[1] Jackson, John David ”Classical Electrodynamics”, Wiley & Sons, 1998

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.13 148123: Elektronentransport in Metal-

len und Halbleitern

Nummer: 148123Lehrform: Vorlesung mit integrierten UbungenMedienform: Folien

HandoutsTafelanschrieb

Verantwortlicher: Prof. Dr. Michael-Karl SostarichDozent: Prof. Dr. Michael-Karl SostarichSprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Ziele: Die Vorlesung verfolgt das Ziel, Studierende mit Aspekten des Elek-tronentransports in Metallen und Halbleitern vertraut zu machen, die in derVorlesung Festkorperelektronik nicht oder nur im Ansatz vorkommen unddie hauptsachlich durch das duale Verhalten der Ladungstrager als Teilchenund Wellen bestimmt werden.

Inhalt: Der Transport von Ladungstragern in Metallen und Halbleiternunter dem Einfluss elektrischer und magnetischer Felder oder in Anwesen-heit von Konzentrationsgradienten ist letztendlich bestimmend fur das Funk-tionieren elektronischer Bauelemente jeder Art. Die Vorlesung versucht, diein der Festkorperelektronik gewonnenen Kenntnisse zu vertiefen, erganzenund mit neuen Aspekten zu erweitern. Nach einer einfuhrenden phanomeno-logischen Ubersicht der Eigenschaften von Metallen und Halbleitern werdenzunachst Modelle fur das Verhalten von Kristallelektronen (und ?Locher) be-sprochen, mit u.a. Streumechanismen, Bloch-Oszillationen und dem Grenz-fall kunstlicher Ubergitter (Kronig-Penney) als Schwerpunkte. Der klassi-schen Boltzmann-Transportgleichung ist ein Kapitel gewidmet, in dem dieLeitfahigkeit in ?normalen? und ?hohen? elektrischen Feldern, das Problem?heißer? Elektronen, sowie einige thermoelektrische Effekte besprochen wer-den. Veranderungen des elektrischen Widerstands infolge von Legierung so-wie durch Ordnung-Unordnung Ubergange werden betrachtet und einige Be-sonderheiten des Elektronentransports in nicht kristallinen Werkstoffen dis-kutiert, wie z.B. Lokalisierungseffekte, minimale metallische Beweglichkeit,Metall-Isolator-Ubergang. Dem schließt sich eine Darstellung des Elektronen-transports im Magnetfeld an, mit dem Schwerpunkt auf den Magnetowider-stand (AMR, GMR) und dessen Anwendungen. Ebenfalls vorgestellt wird derShubnikov ? de Haas ? Effekt. Der letzte Abschnitt der Vorlesung ist demElektronentransport in Systemen niedriger Dimensionalitat gewidmet. Diecharakteristischen Langenskalen und die Zustandsdichten in niedrigdimen-sionalen Elektronengasen werden eingefuhrt und Effekte der Quantisierungauf den Transport von Ladungstragern gezeigt: Quanten-Hall-Effekt, stu-fenformiger Leitwert, Aharonov-Bohm-Effekt u.a. Zu allen Abschnitten derVorlesung sind Ubungen vorgesehen, mit deren Hilfe die Studierenden ein

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Gefuhl fur die Großenordnungen verschiedener Effekte und die Gultigkeits-bereiche gangiger Naherungsformeln gewinnen sollen.

Voraussetzungen: Teilnehmer sollten die Vorlesung Festkorperelektronikgehort haben.

Empfohlene Vorkenntnisse: Grundlagen der Quantenmechanik

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.14 148106: Engineering Problems in Ther-

monuclear fusion

number: 148106teaching methods: lecture with tutorialsmedia: rechnerbasierte Prasentation

Tafelanschriebresponsible person: Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmannlecturer: Dr. Denis Ereminlanguage: englishHWS: 3angeboten im:

goals: The students know the basic physics and engineering principles ofmodern toroidal magnetic fusion experiments and future thermonuclear re-actors

content:

1. Thermonuclear fusion reactor as a feasible solution to the forth-coming energy crisis

2. Future fusion reactor design, “breakeven” and “ignition” criteria

3. Overview of modern toroidal magnetic fusion experiments andtheir main problems

4. Basic fusion plasma parameters, short overview of MHD, fluidand kinetic plasma descriptions

5. Plasma core:

[system-message] [system-message]system-messageWARNING/2 in <string>, line 6Enumerated list ends without a blank line; unexpected unindent. backrefs:

Magnetic confinement:

• Necessity of the magnetic confinement of a hot plasma

• Tokamak and stellarator magnetic configurations, ad-vantages and disadvantages

• Generation of magnetic fields: water-cooled and super-conducting magnets

• Modular coils in modern stellarator designs

• Coil forces and structural damage analysis

• Magnetic system to suppress vertical oscillations of elon-gated plasmas

Creation and heating of fusion plasmas:

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

• Ohmic, Electron- and ion- cyclotron (ECRH andICRH), and energetic particle (neutral beam injectionand ?-particle) plasma heating

Plasma stability:

• MHD instabilities, example: interchange instability in atoroidal plasma

• Drift instabilities

• Instabilities triggered by energetic particles, example:unstable TAEs

Plasma transport:

• Neoclassical and anomalous transport

6. Plasma-wall interaction and wall material issues

[system-message] [system-message]system-messageWARNING/2 in <string>, line 26Enumerated list ends without a blank line; unexpected unindent. backrefs:

• Plasma divertor in tokamaks and stellarators

• Hydrogen recycling, impurity and ash control

• Thermal stress of the materials of the first wall

• Tritium retention

• Edge-localised modes (ELMs)

• Tokamak disruptions

7. Fusion experimental scaling and corresponding expectations from ITERand W7-X facilities as the next generation of fusion experiments

recommended knowledge: electromagnetic fields

literature:

[1] Chen, Francis F. ”Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion”,Springer, 2006

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.15 148206: Exakte Methoden und Nahe-

rungsverfahren I

Nummer: 148206Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte Prasentation

TafelanschriebVerantwortlicher: Priv.-Doz. Dr.-Ing. Thomas MussenbrockDozent: Priv.-Doz. Dr.-Ing. Thomas MussenbrockSprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Ziele: Fur die mathematische Beschreibung von Plasmen, Halbleitern undvielen anderen elektrotechnischen und physikalischen Systemen stehen hochstkomplexe Differentialgleichungsysteme zur Verfugung. Um diese Gleichungenhandhabbar zu machen und an konkrete physikalische Situationen und tech-nische Anwendungen anzupassen, ist die Kenntnis spezieller mathematischerMethoden notig, die uber den Inhalt der Mathematikvorlesungen des Grund-studiums hinausgehen. Die Studierenden haben verschiedene mathematischeGrundkonzepte zur Losung typischer Probleme und ihre Anwendungen in dertaglichen Arbeit des Ingenieurs kennengelernt - ohne Anspruch auf (ubert-riebene) Exaktheit und Vollstandigkeit, aber mit Anspruch auf “Praxistaug-lichkeit”.

Inhalt:

• Dimensionsanalyse, Skalierung und Differentialgleichungen

• Storungsmethoden

• Variationsrechnung

• Eigenwertprobleme, Integralgleichungen und Green-Funktionen

• Partielle Differentialgleichungen

• Wellenphanomene

• Mathematische Modelle kontinuierlicher Medien

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Inhalte der Vorlesungen Mathematik 1-4

Prufung: mundlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.16 148185: Exakte Methoden und Nahe-

rungsverfahren II

Nummer: 148185Lehrform: Vorlesungen und UbungenVerantwortlicher: Priv.-Doz. Dr.-Ing. Thomas MussenbrockDozent: Priv.-Doz. Dr.-Ing. Thomas MussenbrockSprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Ziele: Die Studierenden haben wichtige numerische (und auch analytische)Methoden zur Berechnung elektromagnetischer Felder, sowie ihre Implemen-tierung und Anwendung kennen gelernt.

Inhalt:

• Grundlagen der elektromagnetischen Feldtheorie

• Analytische Methoden und Orthogonale Funktionen

• Green-Funktionen

• Konforme Abbildungen

• Fourier-Transformationsmethoden

• Explizite und implizite Finite-Differenzen-Methoden

• Finite-Elemente-Methoden

• Momentenmethoden

• Spektral- und Pseudospektral-Methoden

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse:

• Inhalt der Vorlesungen Mathematik 1-4

• Inhalt der Vorlesung Elektrische und magnetische Felder

• Grundkenntnisse der Programmierung

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.17 141361: Felder, Wellen und Teilchen

Nummer: 141361Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte Prasentation

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDozent: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannSprache: DeutschSWS: 4angeboten im: Wintersemester

Termine im Wintersemester:

Beginn: Montag den 19.10.2015Vorlesung Montags: ab 14:15 bis 15:45 Uhr im ID 03/471Ubung Montags: ab 16:15 bis 17:45 Uhr im ID 03/471

Ziele: Die Studierenden verstehen, dass das anschauliche Verstehen unddie theoretische Beschreibung plasmatechnischer Systeme einander bedingt.

Inhalt: Die zur Beschreibung von Plasmen (und anderer Materie) gebil-deten Begriffe Felder, Wellen, und Teilchen werden erlautert und in einengegenseitigen Zusammenhang gestellt.

1. Felder als Strukturen in Raum und Zeit

2. Wichtige Feldgleichungen

3. Erhaltungsgleichungen

4. Dispersionsrelation

5. Methode des Skalentrennung

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Hochfrequenztechnik

Prufung: mundlich, 30 Minuten

Literatur:

[1] Schulz, Hermann ”Physik mit Bleistift. Einfuhrung in die Rechenmethodender Naturwissenschaften”, Springer, 1993[2] Lichtenberg, Allan J., Lieberman, Michael A. ”Principles of Plasma Dischar-ges and Materials Processing”, Wiley-Interscience, 1994

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.18 148012: Festkorperelektronik

Nummer: 148012Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte Prasentation

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Ulrich KunzeDozenten: Prof. Dr.-Ing. Ulrich Kunze

M. Sc. Epaminondas KaraissaridisM. Sc. Joeren von Pock

Sprache: DeutschSWS: 4angeboten im:

Ziele: Es wird ein vertieftes Verstandnis uber die mikroskopischen Ursa-chen fur die Entstehung und Deutung von Energiebandstrukturen, den Trans-port von Bandelektronen unter der Wirkung elektrischer und magnetischerFelder und von Streuungen, sowie die elektronischen Eigenschaften reinerund dotierter Halbleiter bei verschiedenen Temperaturen und unter außerenFeldern gewonnen.

Inhalt: Der Ladungstransport im Festkorper ist der Schlussel zur moder-nen Mikroelektronik: Nur uber ein vertieftes Verstandnis der mikroskopi-schen Prozesse auf der Grundlage der Bandertheorie ist ein Zugang zurFunktion elektronischer Bauelemente moglich. In der Vorlesung Festkorper-elektronik wird das Zustandekommen der Energiebandstruktur in kristalli-nen Festkorpern erklart, und die daraus folgenden elektrischen Eigenschaftenvon Metallen und Halbleitern diskutiert. Erganzend werden im letzten Kapi-tel Halbleiterkontakte behandelt, ohne die kein Bauelement auskommt unddie viele Bauelement-Funktionen bestimmen.

Empfohlene Vorkenntnisse: Grundlagen der Ingenieurmathematik Phy-sikalische Grundlagen (Bachelor Elektrotechnik) Elektronische Materialien(Bachelor Elektrotechnik)

Prufung: mundlich, 30 Minuten

Literatur:

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

[1] Herzog, Peter, Kopitzki, Konrad ”Einfuhrung in die Festkorperphysik”,Teubner Verlag, 2007[2] Ashcroft, Neil W., Mermin, N. David ”Festkorperphysik”, Oldenbourg, 2001[3] Ibach, Harald, Luth, Hans ”Festkorperphysik. Einfuhrung in die Grundla-gen”, Springer, 2002[4] Sze, Simon M. ”Physics of Semiconductor Devices”, Wiley & Sons, 1981[5] Neamen, Donald A. ”Semiconductor Physics and Devices. Basic Principles”,McGraw-Hill Professional, 2002[6] Ashcroft, Neil W., Mermin, N. David ”Solid State Physics”, Cengage Lear-ning, 1976

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.19 141106: freie Veranstaltungswahl

Nummer: 141106Lehrform: BeliebigVerantwortlicher: DekanDozent: Dozenten der RUBSprache: Deutschangeboten im: Wintersemester und Sommersemester

Ziele: Innerhalb des Moduls setzen die Studierenden entsprechend ihrerInteressen verschiedene Schwerpunkte. Dafur steht Ihnen das breite Angebotder ganzen Universitat zur Verfugung. Sie beherrschen entsprechend ihrerAuswahl verschiedene Schlusselqualifikationen.

Inhalt: Bei der Auswahl geeigneter Lehrveranstaltungen kann das Vorle-sungsverzeichnis der Ruhr-Universitat verwendet werden. Dies schließt Ver-anstaltungen aller Fakultaten, des Optionalbereichs und des Zentrums furFremdsprachenausbildung (Veranstaltungen aus Bachelor- oder Masterstu-diengangen) mit ein, also auch die Angebote der nichttechnischen Veranstal-tungen . Im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung mit der Fakultat furElektrotechnik und Informationstechnik der TU Dortmund ist auch die Wahldort angebotener Veranstaltungen moglich.

In der Fakultat wird speziell in diesem Bereich die Veranstaltung

Methodik des wissenschaftlichen Publizierens

angeboten. Aus dem Bereich IT-Sicherheit gibt es das Angebot

Aufbau eines Managementsystems fur Informationssicherheitnach DIN ISO/IEC 27001

Voraussetzungen: entsprechend den Angaben zu der gewahlten Veran-staltungen

Empfohlene Vorkenntnisse: entsprechend den Angaben zu der gewahl-ten Veranstaltungen

Prufung: mundlich, 30 Minuten

Beschreibung der Prufungsleistung: Die Prufung kann entsprechendder gewahlten Veranstaltungen variieren.

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.20 141374: Fundamentals of GPU Pro-

gramming

number: 141374teaching methods: lecture with tutorialsmedia: Blackboard

Folienresponsible person: Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmannlecturer: Dr. Denis Ereminlanguage: englishHWS: 3angeboten im: winter term

dates in winter term:

Beginn: Donnerstag the 22.10.2015Vorlesung Donnerstags: from 16:15 to 17:45 o’clock in ID 04/401Ubung Donnerstags: from 17:45 to 18:30 o’clock in ID 04/401

goals: The students know how to program on graphics processing units(GPUs)

content:

1. GPU as a modern means for general-purpose massively parallelcomputations

2. General GPU architecture and CUDA operational model

3. Basic CUDA syntax

4. Optimization strategies in GPU programming

5. Case study of general-purpose GPU programming

requirements: none

recommended knowledge: C (programming language)

Exam: mundlich, 45 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.21 148021: Grundlagen der Kommunikati-

onsakustik

Nummer: 148021Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: Folien

rechnerbasierte PrasentationVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Herbert HuddeDozent: Prof. Dr.-Ing. Herbert HuddeSprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Ziele: Absolventen verfugen uber die fachspezifischen Grundlagen derKommunikationsakustik inklusive ihrer physikalischen Grundlagen. Sie sindin die Lage, in so verschiedenen Bereichen wie Elektroakustik, Audiotech-nik, Sensorik, Schall- und Schwingungstechnik, Raumakustik und Simula-tionstechnik ingenieurmaßige Aufgabenstellungen zu bearbeiten. Durch dieBetonung der Grundlagenausbildung stehen den Absolventen auch weitereFelder der technischen Akustik wie z.B. Bauakustik, Fahrzeugakustik, Larm-bekampfung offen.

Inhalt: Sprachakustik und Horakustik sind die beiden wichtigsten Saulender Kommunikationsakustik. Da zu diesen Themen am Institut jedoch Spe-zialvorlesungen angeboten werden, werden sie in der Vorlesung “Grundla-gen der Kommunikationsakustik” nur kurz angesprochen. Der Schwerpunktdieser Vorlesung liegt auf einem breit angelegten Verstandnis akustischerVorgange, das benotigt wird, um die verschiedenen Aspekte akustischer Kom-munikation umfassend zu verstehen.

Einen thematischen Schwerpunkt stellen elektroakustische Schallsenderund Empfanger dar. Elektroakustische Wandler bauen auf elektromechani-schen auf. Es ist also notwendig, sich mit elektromechanischen Wandlerprin-zipien (elektrodynamisch, elektromagnetisch, dieelektrisch, piezoelektrisch)zu beschaftigen. Andererseits muss aber auch das Abstrahl- bzw. Empfangs-verhalten verstanden werden. Dazu werden zunachst die in der Praxis wich-tigsten Schallwellentypen, ebene Wellen und Kugelwellen besprochen. Hier-auf aufbauend werden Effekte wie die problematische Abstrahlung nieder-frequenter Schallwellen, die akustische Interferenz und die Entstehung vonRichtcharakteristiken untersucht. Die Anwendung der Wandler in der akus-tischen Messtechnik rundet diese Thematik ab.

Fur die Kommunikationsakustik spielt das Horen in Raumen eine beson-ders wichtige Rolle. Es werden Methoden der wellentheoretischen und dergeometrischen Raumakustik besprochen, die zur Definition praktisch wichti-ger Raumparameter (Nachhallzeit; aquivalente Absorptionsflache, Hallradi-us) fuhren und zur Realisierung von virtuellen auditiven Umgebungen ange-wandt werden.

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Empfohlene Vorkenntnisse: Komplexe Wechselstromrechnung

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.22 141384: Halbleitertechnologie

Nummer: 141384Lehrform: Vorlesung mit integrierten UbungenMedienform: rechnerbasierte Prasentation

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Ulrich KunzeDozenten: Dr.-Ing. Ulrich Wieser

Dipl.-Ing. Michael SzelongSprache: DeutschSWS: 3Leistungspunkte: 4angeboten im: Wintersemester

Termine im Wintersemester:

Beginn: Mittwoch den 21.10.2015Vorlesung Mittwochs: ab 14:15 bis 15:45 Uhr im ID 03/455Ubung Mittwochs: ab 16:15 bis 17:00 Uhr im ID 03/455

Ziele: Ausgehend von den materialwissenschaftlichen Grundlagen durch-schauen die Teilnehmer die Grundzuge der Herstellungstechniken modernerHalbleiterbauelemente und integrierter Schaltungen. Ein Absolvent der Ver-anstaltung ist damit auch auf spezielle Herausforderungen der industriellenHalbleiter-Prozesstechnologie vorbereitet.

Inhalt: Zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und integriertenSchaltungen wird eine Vielzahl unterschiedlicher technologischer Prozessebenotigt. So mussen zunachst hochreine Halbleiterkristalle in Form von Wa-fern gewonnen werden, welche die Basismaterialien fur die Mikroelektronikdarstellen. Anschließend werden die Wafer mit verschiedenen Verfahren oxi-diert, beschichtet, strukturiert, dotiert, zerteilt und schließlich kontaktiert,und als Bauelemente, oder integrierte Schaltungen verpackt. Die Lehrveran-staltung ’Halbleitertechnologie’ soll ein grundlegendes Verstandnis wichtigerProzesse und Verfahren bei der Praparation von Halbleiterbauelementen ver-mitteln. Der Inhalt der Lehrveranstaltung umfasst Themen wie:

• Herstellung hochreiner Einkristalle

• Epitaxieverfahren

• Oxidationstechniken

• Lithografieverfahren

• Atzverfahren

• Depositionsverfahren

• Dotiertechniken

• Aufbau- und Verbindungstechnik

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse:

• Grundlagen Chemie

• Physik

• Elektronische Materialien

• Elektronische Bauelemente

Arbeitsaufwand: 120 Stunden

Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWS ent-sprechen in Summe 42 Stunden Anwesenheit. Fur die Nachbereitung derVorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stun-den pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 22 Stunden sindfur die Klausurvorbereitung vorgesehen.

Prufung: mundlich, 30 Minuten

Literatur:

[1] Globisch, Sabine ”Lehrbuch Mikrotechnologie”, Fachbuchverlag Leipzig,2011[2] Hoppe, Bernhard ”Mikroelektronik 1”, Vogel Verlag Und Druck, 1997[3] Hoppe, Bernhard ”Mikroelektronik 2”, Vogel Verlag Und Druck, 1998[4] Hilleringmann, Ulrich ”Silizium-Halbleitertechnologie”, Vieweg, 2008[5] Prost, Werner ”Technologie der III/V-Halbleiter”, Springer, 1997

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.23 141127: Hochfrequenzmesstechnik

Nummer: 141127Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: Folien

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Ilona RolfesDozent: Prof. Dr.-Ing. Ilona RolfesSprache: DeutschSWS: 4Leistungspunkte: 5angeboten im: Sommersemester

Termine im Sommersemester:

Beginn: Montag den 11.04.2016Vorlesung m. int. Ubung Montags: ab 13:15 bis 15:30 Uhr im ID 03/455

Ziele: Die Studierenden haben vertiefte Kenntnisse aus dem Bereich derHochfrequenzmesstechnik und haben aktuelle Forschungs- und Entwicklungs-arbeiten kennengelernt.

Inhalt: Im Rahmen der Vorlesung erwerben die Studierenden Kenntnisseuber Grundlagen der Hochfrequenzmesstechnik und ihre zugrunde liegendenphysikalischen Prinzipien. Die angewandten Messprinzipien werden vermit-telt, und es werden systematische Messfehler analysiert und Verfahren zuderen Korrektur vorgestellt. Aus dem Inhalt:

• Wichtige Komponenten der Hochfrequenzmesstechnik

• Leistungsmessungen

• Messung skalarer Zweitorparameter

• Messung komplexer Zweitorparameter mit Netzwerk-Analysatoren

• Schrittgeneratoren

• Frequenz-Messungen

• Spektrum-Analysatoren

• Abtast-Oszillographen

Zur Vertiefung des Verstandnisses werden in der Vorlesung Messgeratevorgestellt.

Voraussetzungen: keine

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Empfohlene Vorkenntnisse: Inhalte der Vorlesung Grundlagen derHochfrequenztechnik

Arbeitsaufwand: 150 Stunden

Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWS ent-sprechen in Summe 42 Stunden Anwesenheit. Fur die Nachbereitung derVorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 5 Stun-den pro Woche, in Summe 70 Stunden, erforderlich. Etwa 38 Stunden sindfur die Klausurvorbereitung vorgesehen.

Prufung: mundlich, 30 Minuten

Literatur:

[1] Schiek, Burkhard ”Grundlagen Hochfrequenz-Messtechnik”, Springer, 2007

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.24 148190: Hochfrequenztechnik

Nummer: 148190Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: Folien

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Ilona RolfesDozent: Prof. Dr.-Ing. Ilona RolfesSprache: DeutschSWS: 4angeboten im:

Ziele: Aufbau eines eingehenden Verstandnisses fur Wellenausbrei-tungsphanomene und ihre quantitative Darstellung in den DimensionenRaum und Zeit, insbesondere im freien Raum und auf Leitungen, Vermitt-lung von Kenntnissen zur technischen Umsetzung dieser Phanomene in Bau-elementen und Schaltungen der Hochfrequenztechnik, sowie zur Analyse undzum Entwurf hochfrequenztechnischer Anlagen und Systeme.

Inhalt: Zunachst werden elektromagnetische Wellen im Freiraum und aufWellenleitern analysiert und feldtheoretisch beschrieben. Es folgen Bauele-mente und Schaltungen der Hochfrequenztechnik, wobei die netzwerktheo-retische Beschreibung mit Hilfe von Wellengroßen und Streuparametern, dieAnalyse von Rauscheffekten, sowie Konzepte der Frequenzumsetzung (De-modulation, Mischung) eine wichtige Rolle einnehmen. Behandelt werdenfolgende Themen:

• Grundlagen Elektromagnetischer Wellen

• Elektromagnetische Wellen in homogenen Medien

• Leitungstheorie und Wellenleiter

• Passive Bauelemente und Schaltungen der Hochfrequenztechnik

• Rauschen

• Antennen, Wellenausbreitung und Funkfelder

• Elektronische Bauelemente und Schaltungen der Hochfrequenztechnik

• Hochfrequenztechnische Anlagen

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Vorlesung “Signale & Systeme”

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.25 144010: Industriepraktikum ETIT

Nummer: 144010Lehrform: IndustriepraktikumVerantwortlicher: Studiendekan ETITDozent: Mitarbeiter von FirmenSprache: Deutschangeboten im: Wintersemester und Sommersemester

Termine im Wintersemester:

Beginn: nach Absprache

Termine im Sommersemester:

Beginn: nach Absprache

Ziele: Nach der Praktikantentatigkeit haben die Studierenden u.a. Einbli-cke in die betrieblichen Arbeitsweisen und Sozialstrukturen gewonnen. Sie ha-ben Konstruktions-, Entwurfs- und Entwicklungsmethoden, mit Verfahrens-und Betriebsaufgaben, sowie mit industriellen Produktionseinrichtungen ken-nengelernt. Kommunikative und soziale Schlusselqualifikationen sind aus demUmgang mit Vorgesetzten und Teammitgliedern bekannt.

Inhalt: Die berufsbezogene Tatigkeit in einem Industrieunternehmen, wo-bei unter Anleitung fachbezogene Probleme gehort werden, soll fruhzeitig aufdie Berufstatigkeit vorbereiten.

Voraussetzungen: siehe Prufungsordnung

Empfohlene Vorkenntnisse: entsprechend des Tatigkeitsbereichs dergewahlten Firma

Prufung: Praktikum, studienbegleitend

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.26 148025: Integrierte Digitalschaltungen

Nummer: 148025Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte Prasentation

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Nils PohlDozenten: Prof. Dr.-Ing. Nils Pohl

Dr.-Ing. Pierre MayrSprache: DeutschSWS: 4angeboten im:

Ziele: Das Ziel dieser Vorlesung besteht darin, den Studierenden den aktu-ellen Stand der Technik in CMOS-Digitalschaltungen zu vermitteln, welchesKonzept- und Systemingenieure, sowie VLSI-Designer brauchen, um erfolg-reich zu arbeiten. Dabei werden sowohl die theoretischen Grundlagen derBauelemente, als auch der Schritt vom Bauelement uber die Schaltung zumSystem gelehrt.

Inhalt: Diese Vorlesung fuhrt ein in die wesentlichen Grundlagen fur dieMaterie der integrierten Schaltungen und Systeme. Nach einer einfuhren-den Behandlung der Grundlagen und Anwendungen der Mikroelektronikschreitet die Vorlesung uber die Behandlung einer Reihe von Einzelhei-ten integrierter Halbleiterbauelemente zu den integrierten digitalen CMOS-Grundschaltungen voran. Zuletzt wendet sich die Vorlesung komplexerenAufgabenstellungen beim Entwurf von integrierten Systemkomponenten undSystemen zu.

Empfohlene Vorkenntnisse:

• Elektronische Bauelemente

• Digitaltechnik

• Elektronische Schaltungen

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.27 142360: International Summer School

Nummer: 142360Lehrform: VorlesungMedienform: rechnerbasierte PrasentationVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDozenten: Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmann

Prof. Dr.-Ing. Peter AwakowiczPriv.-Doz. Dr.-Ing. Thomas MussenbrockProfessoren der Physik

Sprache: DeutschSWS: 3angeboten im: Sommersemester

Termine im Sommersemester:

Vorbesprechung: Donnerstag den 14.04.2016 ab 16:15 im ID 1/136

Ziele: Die Studierenden sind mit der Niedertemperaturplasmaphysik ver-traut und haben einen Uberblick auf neuestem Stand uber das Gebiet.

Inhalt: Der Grundkurs wird folgene Themen behandeln:

• Grundlagen der Gasentladungsphysik, Ahnlichkeitsgesetze, Arten vonPlasmen

• Debye-Lange, Stoßraten, Ionisationsquerschnitte, freie Weglangen, ma-gnetischer Einschluß

• Plasmaquellen, RF-Entladungen

• Thermische Plasmen

• Plasmadiagnostik

• Strahlung, Stoß-Strahlungsmodelle

• Elektronenkinetik

• Hydrodynamische Modelle

• Kinetik in reaktiven Plasmen

• Oberflachenprozesse

• staubige Plasmen

Voraussetzungen: keine

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Empfohlene Vorkenntnisse: Die Studierenden sollten mehrere Pflicht-vorlesungen des Schwerpunkts Plasmatechnik gehort und die zugehorigenPrufungen bestanden haben.

Prufung: mundlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.28 139930: Laser Metrology

number: 139930teaching methods: lecture with integrated tutorialsmedia: rechnerbasierte Prasentation

Tafelanschriebresponsible person: Prof. Dr.-Ing. Andreas Ostendorflecturer: Jun. Prof. Dr. rer. nat. Evgeny Gurevichlanguage: englishHWS: 4angeboten im: winter term

dates in winter term:

Vorlesung m. int. Ubung Donnerstags: from 10:00 to 14:00 o’clock in ID05/158

goals: The students have gained knowledge of the principles and opportu-nities in laser based measurement. They understand the difference betweennon-coherent and coherent light and how to make use of coherence in in-terferometry. Third they understand how the different laser measurementprinciples can be used to measure physical or mechanical parameters.

content: Based on the solution of Maxwells equations the description ofelectromechanical waves is derived. In this context the important parame-ters temporal and spatial coherence are defined. Next, Mach-Zehnder andMichelson interferometers are presented and analyzed. In the following re-cording and reconstruction of holograms is described. By merging the twotechnologies holographic interferometry is introduced especially for applica-tions in mechanics to analyze oscillations and vibrations. Another importantprinciple is Doppler measurements. After introducing the Doppler-principleand Doppler interferometers/vibrometers Laser Doppler Anemometry (LDA)is presented in more detail. An important chapter in this lecture is also theunderstanding of important detectors like photodiodes or photomultipliers.

requirements: none

recommended knowledge:

• Basic knowledge of physics, mathematics and engineering

• Basics in electrical engineering

Exam: mundlich, 30 Minuten

description of exam: For LAP students: exam has to be taken as a com-bined module exam in the module Metrology.

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

literature:

[1] Kreis, Thomas ”Handbook of Holographic Interferometry: Optical and Di-gital Methods”, Wiley-VCH, 2004[2] Yoshizawa, Toru ”Handbook of Optical Metrology: Principles and Applica-tions”, CRC Press, 2009

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.29 148195: Leistungselektronik

Nummer: 148195Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: Folien

rechnerbasierte PrasentationTafelanschrieb

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Volker StaudtDozent: Prof. Dr.-Ing. Volker StaudtSprache: DeutschSWS: 4angeboten im:

Ziele: Die Studierenden haben Kenntnisse uber die Grundprinzipienund Bauelemente der Leistungselektronik und uber die wesentlichenStromrichterschaltungen, sowohl fur selbstgefuhrte, als auch fur netz-gefuhrte Anwendungen erlangt. Sie wurden mit speziellen Regelungsstruk-turen fur die Leistungselektronik am Beispiel einer Stromregelung vertrautgemacht. Sie sind damit in der Lage aus der Vielfalt komplexer leistungs-elektronischer Schaltungen die fur eine konkrete Anwendung gunstigste aus-zuwahlen, und mittels adaquater mathematischer Beschreibungsformen zuberechnen. Da Leistungselektronik heutzutage aus dem taglichen Leben nichtmehr wegzudenken ist, werden die Voraussetzungen fur den Einsatz in vielenunterschiedlichen Berufsfeldern geschaffen. Die erworbenen Grundkenntnisseermoglichen es zudem, mit Experten auf dem Gebiet der Leistungselektronikerfolgreich und zielgerichtet zu kommunizieren.

Inhalt: Die Leistungselektronik ermoglicht es, elektrische Energie bei sehrhohem Wirkungsgrad gezielt einzusetzen. Sie eroffnet damit die Moglich-keit, die Betriebseigenschaften bei gleichzeitig reduziertem Ener-gieverbrauch wesentlich zu verbessern. Dies wird beispielsweise beiVerkehrssystemen, Industrieanlagen und Stromversorgungen von z.B. Rech-nern umgesetzt und macht die Leistungselektronik zu einer der wichtigstenZukunftstechnologien. Die Vorlesung stellt zunachst die Grundprinzipi-en der Leistungselektronik vor. Es folgt eine detaillierte Beschreibungder wichtigsten leistungselektronischen Bauelemente und ihrer Eigenschaf-ten. Aufbau und Funktionsweise der wesentlichen selbstgefuhrten und netz-gefuhrten Stromrichterschaltungen werden detailliert dargestellt. Beispielefur solche Stromrichterschaltungen sind die Drehstrombruckenschaltung alsGleichrichterschaltung und Hoch-, sowie Tiefsetzsteller zur Anpassung vonGleichspannungen. Leistungselektronische Gerate selbst werden als Stellgliedeingesetzt, daher kommt der Regelung eine besondere Bedeutung zu, die aufdie Eigenschaften der Leistungselektronik zugeschnitten sein muss. Dies wirdin der Vorlesung am Beispiel der Stromregelung erlautert.

Voraussetzungen: keine

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Empfohlene Vorkenntnisse:

• Beherrschung des leistungselektronik-bezogenen Anteils der Vorlesung’Grundlagen der Energietechnik’

• Grundkenntnisse uber elektronische Bauelemente, z.B. aus der Vorle-sung ’Elektronische Bauelemente’.

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.30 202620: Master-Praktikum Biomedizi-

nische Messtechnik

Nummer: 202620Lehrform: PraktikumVerantwortlicher: Priv.-Doz. Dr. Martin HexamerDozent: Priv.-Doz. Dr. Martin HexamerSprache: DeutschSWS: 3angeboten im: Sommersemester

Termine im Sommersemester:

Vorbesprechung: Donnerstag den 14.04.2016 ab 12:15 im ID 04/413

Ziele: Die Studierenden haben praktische Erfahrung und Wissen uber:

• Schaltungstechnik von Biopotenzialverstarkern.

• Sensortechnik (Druck, Volumenstrom, Gasanalyse).

• Umgang mit Real-Time-Matlab/Simulink.

• Signalverarbeitung.

• Die Erfahrung physiologischer Grundlagen am eigenen Korper

Inhalt: Das Praktikum vertieft in 4 Versuchen, die jeweils an mehrerenaufeinander folgenden Terminen durchgefuhrt und ausgewertet werden, dieVorlesung Biomedizinische Funktionssysteme I.

• Messung von Biopotenzialen: Diffe-renzverstarker, Instrumentenverstarker, Potenzialtrennung, Filterung,Registrierung von EKG, EMG und EEG am eigenen Korper.

• Spirometrie und Atemgasanalyse: An einem klinischen Arbeitsplatz sol-len spirometrische Basisdaten erhoben werden. Des Weiteren wird derEnergieumsatz im Korper gemessen und der Wirkungsgrad beim Fahr-radfahren bestimmt.

• Automatische Blutdruckmessung: Mit einer elektrischen Luftpumpe,einer Staumanschette mit Mikrophon, einem Drucksensor und elek-tromagnetischen Ventilen soll eine Matlab/Simulink-basierte automati-sche Blutdruckmessung nach Riva-Rocci-Korotkoff entwickelt werden.Deren Leistungsfahigkeit wird mit einem kommerziellen Gerat bei ei-nigen harmlosen Provokationstests (Schellong-Test, Valsalva-Manover,korperliche Arbeit) verglichen.

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

• Signalverarbeitung mit Matlab/Simulink am Beispiel des EKG: Be-stimmung der Herzfrequenz, Untersuchung der Herzfrequenzvariabilitatim Zeit- und Frequenzbereich, Storungsunterdruckung durch adaptiveFilterung.

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Grundlagenvorlesungen der ETIT, Inhaltder Vorlesung Biomedizinische Funktionssysteme I

Prufung: Praktikum, studienbegleitend

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.31 142101: Master-Projekt Plasmatechnik

Nummer: 142101Lehrform: ProjektVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDozenten: Prof. Dr.-Ing. Peter Awakowicz

Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannPriv.-Doz. Dr.-Ing. Thomas Mussenbrock

Sprache: DeutschSWS: 3angeboten im: Wintersemester und Sommersemester

Termine im Wintersemester:

Vorbesprechung: Mittwoch den 21.10.2015 ab 14:15 im ID 1/136

Termine im Sommersemester:

Vorbesprechung: Donnerstag den 14.04.2016 ab 16:15 im ID 1/136

Ziele: Die Studierenden haben spezielle Kompetenzen in der Plasmatech-nik.

Inhalt: Bei dem Projekt “Plasmatechnik” handelt es sich um einen Platz-halter fur individuell zu gestaltende Arbeiten einzelner Studierender. Deswe-gen kann kein festes Format angegeben werden. Gedacht ist zum Beispiel anden Aufbau eines Praktikumsversuches etc.

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Grundkenntnisse in der Plasmaphysik undPlasmatechnik, wie sie in den Pflichtvorlesungen des Studienschwerpunktesvermittelt werden.

Prufung: Projektarbeit, studienbegleitend

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.32 143282: Master-Seminar

Plasma-Simulation

Nummer: 143282Lehrform: SeminarVerantwortlicher: Priv.-Doz. Dr.-Ing. Thomas MussenbrockDozenten: Priv.-Doz. Dr.-Ing. Thomas Mussenbrock

Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDr. Denis Eremin

Sprache: DeutschSWS: 3angeboten im: Wintersemester

Termine im Wintersemester:

Vorbesprechung: Mittwoch den 21.10.2015 ab 14:15 im ID 1/136

Ziele: Die Studierenden haben den akademischen Umgang mit technischerund wissenschaftlicher Literatur, sowie modernen Software-Werkzeugen undderen Anwendung erlernt.

Inhalt: Aktuelle Themen der numerischen Simulation von Plasmen mitGraphics Processing Units (GPUs) und der parallele Programmierung mitCUDA und C/C++ sollen von den Teilnehmern eigenstandig (unter Anlei-tung) erarbeitet und prasentiert werden. Das Seminar eignet sich gleicher-maßen fur Interessenten mit Spaß am Programmieren ohne plasmatechni-schem/plasmaphysikalischem Hintergrund als auch fur Studierende der Plas-matechnik/Plasmatechnik.

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Grundlegende Kenntnisse in der Program-miersprache C/C++.

Prufung: Seminarbeitrag, studienbegleitend

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.33 143280: Master-Seminar Plasmatechnik

Nummer: 143280Lehrform: SeminarMedienform: rechnerbasierte PrasentationVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDozenten: Prof. Dr.-Ing. Peter Awakowicz

Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannPriv.-Doz. Dr.-Ing. Thomas Mussenbrock

Sprache: DeutschSWS: 3angeboten im: Wintersemester und Sommersemester

Termine im Wintersemester:

Vorbesprechung: Freitag den 23.10.2015Seminar Freitags: ab 10:15 bis 11:45 Uhr im ID 03/401

Termine im Sommersemester:

Vorbesprechung: Donnerstag den 14.04.2016 ab 16:15 im ID 1/136

Ziele: Die Studierenden haben erlernt: * den Umgang mit technischer undwissenschaftlicher Literatur * Vortragsgestaltung * sinnvollen Einsatz vonMedien * Vermittlung und Diskussion wissenschaftlicher Inhalte

Inhalt: Ausgewahlte Themen der Plasmatechnik und Plasmaphysik wer-den von den Studierenden eigenstandig erarbeitet und in Vortragen dargelegt.Soweit moglich werden Themen in Anlehnung an aktuelle Forschungsarbeitengewahlt.

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Die Studierenden sollten mindestens eineder Pflichtvorlesungen des Studiengangs “Plasmatechnik” gehort und die zu-gehorige Prufung bestanden haben.

Prufung: Seminarbeitrag, studienbegleitend

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.34 148193: Messtechnik

Nummer: 148193Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: Folien

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Thomas MuschDozenten: Prof. Dr.-Ing. Thomas Musch

Dipl.-Ing. Malte MallachSprache: DeutschSWS: 4angeboten im:

Ziele: Die Vorlesung verfolgt das Ziel, die Studierenden mit den wesent-lichen analogen Funktionseinheiten elektronischer Mess- und Ubertragungs-systeme und deren Spezifizierung bekannt zu machen. Das Verstandnis furdie Ursachen der realen Eigenschaften wird geschult und die Auswahl ge-eigneter kommerzieller integrierter Bauelemente vermittelt. Damit wird dieGrundlage zur eigenstandigen Entwicklung von elektronischen Systemen ge-legt.

Inhalt: Die Vorlesung baut auf der Lehrveranstaltung ’Elektronische Schal-tungen’ auf, und behandelt die Realisierung der wichtigsten analogen Funk-tionseinheiten von elektronischen Mess- und Ubertragungssystemen mit ih-ren idealen und realen Eigenschaften. Alternative Realisierungskonzepte derUbertragungseinheiten mit den jeweiligen Vor- und Nachteilen werden ge-genubergestellt. Fur diese Module werden die derzeit verfugbaren integrier-ten Schaltungen mit ihren Spezifikationen betrachtet. Abschließend wird dieStuktur von kommerziellen Geraten zur Signalanalyse im Zeit- und Frequenz-bereich - Oszilloskop und Spektrumanalysator untersucht und deren Eigen-schaften aufgrund der verwendeten Funktionseinheiten bestimmt.

• Einleitung

• Systembeschreibung und Ubertragungsfehler

• Rauschen

• Funktionseinheiten elektronischer Systeme

• Verstarker

• Filter

• Multiplizierer, Modulatoren

• Arithmetische Funktionseinheiten

• Spannung-Referenz-Schaltungen

• Abtast-Halte-Schaltungen

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

• DA- und AD-Umsetzer

• Signalanalyse im Zeit- und Frequenzbereich

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse:

• Praktische Erfahrung mit modernen Messgeraten

• Besuch der Vorlesungen:

• Elektronische Bauelemente

• Elektronische Schaltungen

Literatur:

[1] Seifart, Manfred ”Analoge Schaltungen”, Huthig, 1989[2] Cage, J.M., Oliver, B.M. ”Electronic Measurements and Instrumentation”,McGraw-Hill Professional, 1983[3] Kaltenbacher, Manfred, Lerch, Reinhard, Lindinger, Franz ”ElektrischeMesstechnik / Ubungsbuch”, Springer, 2004[4] Lerch, Reinhard ”Elektrische Messtechnik. Analoge, digitale und compu-tergestutzte Verfahren”, Springer, 2007[5] Cooper, William D., Helfrich, Albert D. ”Elektrische Meßtechnik”, Wiley& Sons, 1988[6] Dullenkopf, Peter, Glasmachers, Albrecht, Klein, Jurgen W. ”ElektronischeMeßtechnik. Meßsysteme und Schaltungen”, Teubner Verlag, 2000[7] Germer, Horst, Wefers, Norbert ”Meßelektronik I”, Huthig, 1988[8] Germer, Horst, Wefers, Norbert ”Meßelektronik II”, Huthig, 1990[9] Kiencke, Uwe, Kronmuller, Heinz ”Meßtechnik. Systemtheorie fur Elektro-techniker”, Springer, 2001[10] Meyer, Gerhard ”Oszilloskope”, Huthig, 1989

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.35 148031: Modellierung technischer Plas-

men

Nummer: 148031Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte Prasentation

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDozent: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannSprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Ziele: Die Vorlesung soll den Studierenden die Vielzahl der zur Verfugungstehenden Plasmamodelle vorstellen und sie in die Lage versetzen, das furihre Zweck jeweils geeignete auszuwahlen und anzuwenden.

Inhalt: Ein Plasma ist ein System von vielen (1020) mit einander elektro-magnetisch und quantenmechanisch wechselwirkenden Teilchen (Elektronen,Ionen, Neutrale) weitab vom thermischen Gleichgewicht. In der Vorlesungwerden physikalische Begriffe und mathematische Modelle diskutiert, mit de-nen man derartige Systeme beschreiben und ihre Eigenschaften verstehen undberechnen kann.

• Bewegung von Ladungen in elektromagnetischen Feldern: Beschleuni-gung, Gyration, Drift

• Stoßprozesse: Elastische und inelastische Stoße

• Kinetische Theorie.

• Reduzierte kinetische Theorie.

• Fluiddynamische Modelle.

• Globale Modelle.

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse:

• Grundlagen der Plasmatechnik

• Vorlesung: ’Felder, Wellen, Teilchen’

Prufung: mundlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Literatur:

[1] Smirnov, Boris M. ”Physics of Ionized Gases”, Wiley & Sons, 2001[2] Makabe, T., Petrovic, Z. ”Plasma Electronics: Applications in Microelec-tronic Device Fabrication”, Taylor & Francis Ltd, 2006[3] Lichtenberg, Allan J., Lieberman, Michael A. ”Principles of Plasma Dischar-ges and Materials Processing”, Wiley-Interscience, 1994

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.36 148198: Nachrichtentechnik

Nummer: 148198Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: e-learning

rechnerbasierte PrasentationTafelanschrieb

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Aydin SezginDozenten: Prof. Dr.-Ing. Aydin Sezgin

M. Sc. Soheyl GherekhlooSprache: DeutschSWS: 4angeboten im:

Ziele: Die Studierenden kennen die Methoden, die bei:

• ZIP, RAR

• JPEG, MPEG

• 3G, LTE

• WLAN

• DVB, DAB

zum Einsatz kommen. Die Studierenden beherrschen essentielle Metho-den und Werkzeuge der Nachrichtentechnik, so dass sie in der Lage sind,fundamentale Schranken in der Nachrichtentechnik zu bestimmen und diesebei der Umsetzung, also dem Entwurf von Ubertragungssystemen, als Richt-linien und Maßstab zu benutzen.

Die Studierenden haben Einblick in die grundlegenden Zusammenhange,die bei der Ubertragung von Nachrichtensignalen von Bedeutung sind.

Inhalt: Die Entwicklung von Zivilisationen hangt auch von der Fahigkeitdes Menschens, Informationen bzw. Nachrichten zu speichern, zu versendenund zu rekonstruieren. Dies kann in vielfaeltiger From geschehen, angefan-gen von Wandmalereien, Keilschriften, Signalhausern bis zum Buchdruck undden digitalen Medien. In der heutigen Gesellschaft, die als Informationsge-sellschaft bezeichnet wird, ist der Zugang zu Informationen beinahe zu anallen Orten und Zeiten moglich und erwunscht.

Die rasante Geschwindigkeit, mit der die Entwicklung neuer Methodenund Applikationen fur die Kommunikation, wie z.B.:

• Internet der Dinge (IoT)

• Cyber-Physical Systems, Industrie 4.0

• Autonome Fahrzeuge

• Connected Cars

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

• Cloud Computing

• Near-Field Communication

• Visible Light Communication

• Smart Grid, Smart City

vorangeht, erfordert von heutigen System-Designern die Kenntnis vonMethoden, die unabhangig von jeweiligen Systemen sind und ihre Gultigkeittrotz dieser Veranderungen behalten und damit fundamentaler Natur sind.

Der Erwerb dieser fundamentaler Methoden ist der Ansatz, der in dieserVorlesung verfolgt wird. Dabei sollen folgende Fragen beantwortet werden:

• ZIP, RAR & Co.: Wie weit kann ich meine Textdateien verlustfrei kom-primieren?

• JPEG, MPEG & Co.: Wie weit kann ich meine Multimedia-Dateien beivorgegebener Gute komprimieren?

• 3G, LTE & Co.: Mit welcher Datenrate kann ich hochstens mit meinemSmartphone zuverlassig Daten ubertragen?

• WLAN & Co.: Warum hat mein WLAN-Router mehrere Antennen?

• WLAN & Co.: Warum dauert der Verbindungsaufbau zum WLAN-Netz der Uni deutlich langer als zuhause?

• 4G & Co.: Warum bezahle ich fur 4G, wenn ich nur 2G bekomme?

Zur Einfuhrung der Vorlesung behandeln wir das komplexe Basisband-modell, welches eine einheitliche Behandlung von verschiedenen Modulati-onsverfahren (Basisband- und Passbandmodulation) und Systemen erlaubt.

Dem folgt die Besprechung des Quellencodierungstheorems von Shannonmit einer Diskussion zu einigen Quelllencodes wie z.B. Huffmann-Codierung,Lempel-Ziv etc. Der Zusammenhang zu bekannten Medien- und Speicherfor-maten wie z.B. zip, rar, mp3, jpeg wird hergestellt.

Anschließend werden wir die Themen Modulation, Demodulation undFehlerratenbestimmung basierend auf dem geometrischen Konzept des Si-gnalraums besprechen. Im Anschluß wird das Kanalcodierungstheorem vonShannon besprochen. Der Fokus der Vorlesung liegt in der digitalen Ubert-ragung und daher wird die analoge Kommunikation nicht explizit behandelt.Des Weiteren liegt der Fokus der Vorlesung bei den theoretischen Aspektender Nachrichtentechnik. Die Schwerpunkte der Vorlesung liegen in den Berei-chen komplexes Basisbandmodell, Quellencodierung, Signal-Raum Konzeptund Kanalcodierung aus informationstheoretischer Sicht:

• Signale in der Kommunikation

• Wahrscheinlichkeitstheorie/Zufallsvariablen/Zufallsprozesse

• Kanale in der Kommunikation

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

• Informationsmaße und ihre Eigenschaften

• Datenkompression(Kraft-Ungleichung, Markov-Quellen, Ratenverzer-rungstheorem)

• Quantisierung

• Konzept der Freiheitsgrade

• Detektion (MAP, ML, Typische-Menge-Decodierung)

• Entzerrung

• Datenubertragung

• Kapazitat

• Differentielle Entropie/Gauss-Kanale/MMSE-Schatzung

• Bandlimitierte Kanale

• Mehrfachzugriff

• Praktische Umsetzung (Raten typischer Modulationsalphabete M-QAM, Shaping Loss, Minimum E b/N 0, Band- bzw. Leistungsbegrenz-te Regime, Quantisierung)

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Teilnahme an den Lehrveranstaltungen

• Grundlagen der Informationstechnik I + II

• Mathematik I bis IV

• Stochastische Signale

• Signale und Systeme I.

Literatur:

[1] Cover, T., Thomas, J. ”Elements of Information Theory”, Wiley & Sons,2006[2] Proakis, John G., Salehi, Masoud ”Grundlagen der Kommunikationstech-nik”, Pearson Studium, 2003

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.37 148015: Nanoelektronik

Nummer: 148015Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte Prasentation

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Ulrich KunzeDozenten: Prof. Dr.-Ing. Ulrich Kunze

Dr.-Ing. Claudia BockM. Sc. Epaminondas KaraissaridisM. Sc. Oliver KreiterDipl.-Ing. Ihor PetrovDipl.-Ing. Michael SzelongM. Sc. Joeren von PockDipl.-Ing. Corinna WeberDr.-Ing. Ulrich Wieser

Sprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Ziele: Es wird ein vertieftes Verstandnis uber die Herausforderungen derCMOS-Technologie, die wichtigsten Verfahren zur Herstellung von elektroni-schen Nanostrukturen, die elektronischen Eigenschaften niedrigdimensionalerLadungstragersysteme und der damit verbundenen Effekte gewonnen.

Inhalt: Die fortschreitende Miniaturisierung mikroelektronischer Kompo-nenten hat langst die Nanometer-Skala erreicht und damit formal den Uber-gang zur Nanoelektronik vollzogen. Technologische und physikalische Pro-zesse setzen der kontinuierlichen Strukturverkleinerung Grenzen, die sichnur durch materialbasierte und konzeptionelle Neuerungen hinausschiebenlassen. Dabei nehmen die niedrigdimensionalen Ladungstragersysteme eineSchlusselrolle ein und verdienen daher eine vertiefte Behandlung ihren elek-tronischen Eigenschaften.

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Inhalte der Vorlesung Festkorperelektronik

Literatur:

[1] Waser, Rainer ”Nanoelectronics and Information Technology”, Wiley-VCH,2005[2] Davies, John H. ”The Physics of Low-dimensional Semiconductors. An In-troduction”, Cambridge University Press, 1998

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.38 141105: Nichttechnische Veranstaltun-

gen

Nummer: 141105Lehrform: BeliebigVerantwortlicher: DekanDozent: Dozenten der RUBSprache: Deutschangeboten im: Wintersemester und Sommersemester

Ziele: Innerhalb des Moduls setzen die Studierenden entsprechend ihrerInteressen verschiedene Schwerpunkte. Dafur steht Ihnen das breite Angebotder ganzen Universitat zur Verfugung. Sie beherrschen entsprechend ihrerAuswahl verschiedene Schlusselqualifikationen.

Inhalt: Neben den in der Studiengangsubersicht angegebenen Lehrveran-staltungen konnen die Studierenden aus dem Angebot der Ruhr-Universitatweitere Veranstaltungen auswahlen. Es muss sich dabei um nichttechnischeFacher handeln. Ausgenommen sind somit die Facher der Ingenieurwissen-schaften sowie der Physik und Mathematik. Moglich Inhalte sind dagegenSprachen, BWL, Jura, Chemie etc.

Beispielsweise wird ein spezieller Kurs Technisches Englisch fur Bache-lorstudierende der Fakultat angeboten. Außerdem wird ein weiterfuhrenderEnglischkurs Projects and management in technical contexts fur Masterstu-dierende angeboten.

Weiterhin gibt es folgende Kurse:

Der Ingenieur als Manager

Angewandte Methoden zur Trendforschung und Ideenfindung .

Methods and Instruments of Technology Management

Scientific Working

Bei der Auswahl kann außerdem das Vorlesungsverzeichnis der Ruhr-Universitat verwendet werden, eine Beispiele sind:

0em

BWL: http://www.ruhr-uni-bochum.de/zfoeb/

Sprachen: http://www.ruhr-uni-bochum.de/zfa/

Recht: http://www.ruhr-uni-bochum.de/ls-kaltenborn/

qualifikationszentrum%20recht.html

Schreibzentrum: http://www.sz.ruhr-uni-bochum.de/index.

html (z.B. Vorbereitung auf die Abschlussarbeit )

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Bitte beachten Sie, dass die Vorlesungen “BWL fur Ingenieure” und“BWL fur Nichtokonomen” identischen Inhalt haben und deshalb nur ei-ne von beiden Veranstaltungen anerkannt werden kann. Gleiches gilt fur dieVeranstaltungen “Kostenrechnung” und “Einfuhrung in das Rechnungswe-sen/Controlling”.

Voraussetzungen: entsprechend den Angaben zu der gewahlten Veran-staltungen

Empfohlene Vorkenntnisse: entsprechend den Angaben zu der gewahl-ten Veranstaltungen

Prufung: mundlich, 30 Minuten

Beschreibung der Prufungsleistung: Die Prufung kann entsprechendder gewahlten Veranstaltungen variieren.

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.39 141370: Numerical Plasma Simulation

number: 141370teaching methods: lecture with tutorialsmedia: rechnerbasierte Prasentationresponsible person: Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmannlecturer: Dr. Jan van Dijklanguage: englishHWS: 3angeboten im: winter term

dates in winter term:

Vorbesprechung: Mittwoch the 21.10.2015 from 14:15 in ID 1/136

goals: This course discusses a number of key concepts in the numerical si-mulation of plasmas and gas discharges. The theories behind fluid and kineticplasma modelling will be briefly discussed. The participants have developedand modified various C++ simulation programs to familiarise themselveswith the numerical and computational aspects of the subject matter.

content: In order to understand and improve plasma sources, numericalsimulation has become an invaluable addition to experiments in the pastdecades. At present, time-dependent three-dimensional codes in which all re-levant plasma features are dealt with self-consistently are starting to appear.

requirements: none

recommended knowledge: Basic knowledge of C/C++ and plasma phy-sics. Participants are requested to bring a computer with Windows or Linuxinstalled. For Windows, a compiler and Integrated Development Environment(IDE) will be provided. Linux users are requested to ensure that gcc-c++and the GNU make program are installed.

Exam: mundlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.40 150118: Numerical Methods and Scien-

tific Computing

number: 150118teaching methods: lecture with integrated tutorialsmedia: rechnerbasierte Prasentation

Tafelanschriebresponsible person: Dr. rer. nat. Mario Lipinskilecturer: Dr. rer. nat. Mario Lipinskilanguage: englishHWS: 3angeboten im: summer term

goals: The students have got an introduction to numerical methods andtheir implementation in MatLab/Octave

content: The following problems and methods will be discussed in thelecture:

• systems of linear and non-linear equations (matrix decompositions, ite-rative solvers, Newton’s method)

• interpolation (Lagrange, Hermite, cubic splines)

• numerical integration (composite rules, Romberg’s method, multi-dimensional integration)

• ordinary differential equations (Runge-Kutta methods, multistep me-thods)

• ordinary boundary value problems (difference method, variational me-thod)

• partial differential equations (difference method, finite element method)

• eigenvalues and eigenvectors of matrices (power iteration, Rayleigh quo-tient, QR method)

requirements: none

recommended knowledge: Mathematik fur Studierende der Elektrotech-nik und der Informationstechnik I-III

Exam: mundlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

literature:

[1] Dahmen, Wolfgang, Reusken, Arnold ”Numerik fur Ingenieure und Natur-wissenschaftler”, Springer Verlag, 2008[2] Kockler, Norbert, Schwarz, Hans R. ”Numerische Mathematik”, TeubnerVerlag, 2006

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.41 148022: Photonics

number: 148022teaching methods: lecture with tutorialsmedia: rechnerbasierte Prasentation

Tafelanschriebresponsible person: Prof. Dr. Martin R. Hofmannlecturer: Prof. Dr. Martin R. Hofmannlanguage: englishHWS: 4angeboten im:

goals: Learn the fundamentals of optical information transfer and retrieval.Acquire basic knowledge of lasers, linear and non-linear optics. Understandthe concepts of optical memories (CD, DVD) and optical telecommunication.

content: The lecture starts with the fundamentals of linear optics (refrac-tion, diffraction, dispersion etc.). Afterwards, the interaction of light andmatter is analyzed and the fundamentals of lasers are worked out. Importantlaser systems are discussed and principles of the generation of short light pul-ses are explained. Furthermore, the principles and applications of non-linearoptics are discussed. As the most important photonic application, opticalmemories and optical telecommunications are discussed in separate chap-ters. The lecture is concluded with an outlook on the potential of photoniccrystals.

requirements: none

recommended knowledge: Fundamental knowlegde of electromagneticwaves.

Exam: mundlich, 30 Minuten

description of exam: For LAP students: exam has to be taken as a com-bined module exam in the module Optoelectronics and Photonics.

literature:

[1] Meschede, Dieter ”Optics, Light and Lasers”, Wiley-VCH, 2007[2] Jahns, Jurgen ”Photonik. Grundlagen, Komponenten und Systeme”, Ol-denbourg, 2001

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.42 141285: Physik und Technik von Licht-

quellen

Nummer: 141285Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte PrasentationVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Peter AwakowiczDozent: Prof. Dr. Klaus GuntherSprache: DeutschSWS: 3angeboten im: Wintersemester

Termine im Wintersemester:

Beginn: nach Absprache

Ziele: Die Studierenden haben Interesse an plasmatechnischen Verfahrenund Technologien und die wichtigsten physikalischen und technologischenAspekte moderner Gasentladungslampen kennen gelernt.

Inhalt: Die Vorlesung behandelt das Gebiet der modernen Gasentladungs-lampen und geht auch auf physikalische Grundlagen und technische Aspekteein. Sie besitzt die folgende Gliederung:

1. Einleitung: Anforderungen an die Beleuchtung, Lichtausbeuteund Wirkungsgrad, Farbwiedergabe, Farbtemperatur.

2. Elektromagnetische Strahlung: Planck-Gesetz, Schwarzkorper-strahlung, Kirchhoffsches Gesetz, Radiometrie, Oberflachenstrah-lung.

3. Temperaturstrahler als Lichtquellen: Gluhlampen, Halogen-Gluhlampen.

4. Plasma: Erzeugung, Beschreibung, Wechselbeziehungen, Elemen-tarprozesse.

5. Gleichgewichte: Ionisationsgleichgewicht, Energieverteilungen(Boltzmann, Maxwell).

6. Strahlung: Linienstrahlung, Rekombinationsstrahlung, Bremss-trahlung als Funktionen der Dichten und der Temperatur.

7. Transportprozesse: Elektrische Leitfahigkeit, Leistungsbilanz.

8. Elektroden: Kathoden- und Anodenmodelle,Richardson-Emission, Ladungstrager- Leistungsbilanz.

9. Elektrischer Durchschlag und Zundung: Townsend-Mechanismus,Paschen-Gesetz, Zwischenstufen zu einer thermischen Entladung.

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

10. Niederdruck-Entladungen: Leuchtstofflampen, kompakte Leucht-stofflampen.

11. HID Lampen: Hochdruck-Quecksilber-Lampen, Metall-Halogen-Lampen, Hochdruck-Natriumdampf-Lampen.

12. HID Lampen: Spezielle Anwendungen: Auto-Scheinwerfer.

13. Entladung und elektrische Versorgung: Charakteristische Kennli-nien, Elektronische Vorschaltgerate

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Grundlagen der Plasmatechnik

Prufung: mundlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.43 148157:

Plasma-Oberflachen-Wechselwirkung

Nummer: 148157Lehrform: VorlesungMedienform: TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr. Achim von KeudellDozent: Prof. Dr. Achim von KeudellSprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Ziele: Das Ziel der Vorlesung sowie der dazugehorigen Ubungen bestehtdarin, den Studenten die Grundlagen der Wechselwirkungsprozesse von Plas-men mit Oberflachen zu vermitteln. Besonderer Wert wird dabei auf physika-lisch sinnvolle Modellbildung gelegt, da Prozesse der Plasmatechnik oft nichtab-initio ableitbar sind.

Inhalt: In der Vorlesung werden alle Aspekte behandelt, die sich mit derWechselwirkung von Plasmen und Oberflachen beschaftigen.

1. Abschatzung von Teilchenflussen auf die Oberflachen von Ionenund neutralen Spezies. Randschichtphysik, Ionenenergieverteilun-gen und deren Messung. Transport von Neutralen uber Diffusion,Dichteprofile in Plasmen in Abhangigkeit von der Oberflachen-reaktionswahrscheinlichkeit. Messung von Neutralteilchenflussenund Bestimmung deren Reaktivitat

2. Grundbegriffe der Oberflachenpyhsik, Elektronische Struktur vonOberflachen fur Metalle und Halbleiter. Wichtige Methoden zurCharakterisierung von Oberflachen

3. Wechselwirkung von Neutralen mit Oberflachen, Adsorpti-onsphanomene, Haftkoeffizienten, Oberflachenreaktionen.

4. Wechselwirkung von Ionen mit Oberflachen, Zerstaubung, Im-plantation.

5. Anwendungsbeispiele aus derPlasmatechnik, Magnetronzerstaubung, Oxidabscheidung, Halb-leiterherstellung, Plasmaatzen.

Voraussetzungen: Keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Keine

Prufung: mundlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.44 148032: Plasmadiagnostik

Nummer: 148032Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: Blackboard

FolienTafelanschrieb

Verantwortlicher: Dr. Volker Schultz-von der GathenDozent: Dr. Volker Schultz-von der GathenSprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Termine im Wintersemester:

Beginn: Donnerstag den 11.10.2012Vorlesung Donnerstags: ab 12:00 bis 13:30 Uhr im NB 5/158

Ziele: Die Studierenden sollen verschiedene Verfahren zur Diagnostik anPlasmen kennen und verstehen lernen.

Inhalt: Die Vorlesung fuhrt in die Grundlagen der optischen Plasmadia-gnostik ein. Es werden die wesentlichen plasma- und atomphysikalischenKonzepte vorgestellt. Die spektroskopischen Methoden werden im Detailerlautert, die daraus unmittelbar und mittelbar ableitbaren Parameter wiez.B. Elektronendichte- und temperatur diskutiert, und der jeweilige An-wendungsbereich, sowie die Grenzen der Methoden aufgezeigt. BesondererWert wird auch auf die Vermittlung der experimentellen Methodik gelegt,d.h. Funktionsweise und Einsatz optischer Komponenten und Gerate. InErganzung zu den optischen Methoden wird schließlich auch auf die ener-gieaufgeloste Massenspektroskopie zum Nachweis von Atomen, Molekulenund Ionen eingegangen.

Voraussetzungen: keine

Prufung: mundlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.45 141363: Plasmarandschichten

Nummer: 141363Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte Prasentation

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDozent: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannSprache: DeutschSWS: 3angeboten im: Wintersemester

Termine im Wintersemester:

Beginn: Dienstag den 20.10.2015Vorlesung Dienstags: ab 14:15 bis 15:45 Uhr im ID 03/411Ubung Dienstags: ab 16:15 bis 17:00 Uhr im ID 03/411

Ziele: Die Studierenden haben physikalisches Verstandnis des Phanomensder Plasmarandschicht vermittelt bekommen, sowie einen Uberblick uber dietechnische Bedeutung.

Inhalt: Plasmarandschichten stellen ein universelles Plasmaphanomen dar.Sie treten uberall dort auf, wo ein Plasma durch eine materielle Oberflache(Wand, Elektrode, Substrat) begrenzt ist. Die Randschichten bestimmen ineinem hohen Maße die physikalischen und technischen Eigenschaften desPlasmas und seine energetische Kommunikation mit der Außenwelt. Der Ver-anstaltung liegt folgende Gliederung zu Grunde:

1. Ausbildung einer Randschicht

2. Stationare Randschichten

3. Hochfrequenzgetriebene Randschichten

4. Randschichtmodelle

5. Technische Aspekte

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Grundlagen der Plasmatechnik, Vorlesung“Felder, Wellen, Teilchen”

Prufung: mundlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.46 148019: Plasmatechnik I

Nummer: 148019Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: Folien

rechnerbasierte PrasentationVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Peter AwakowiczDozenten: Prof. Dr.-Ing. Peter Awakowicz

M. Sc. Max EngelhardtSprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Ziele: Die Vorlesung soll das Interesse der Studierenden an plasmatech-nischen Verfahren und Technologien wecken und starken. Die Studierendensollen in die Lage versetzt werden grundsatzliche physikalische Uberlegungenin Anwendung auf technologische Probleme aufzeigen, sowie die Quantifizier-barkeit einfacher technologischer Aufgabenstellungen erortern. Am Beispieldes Plasmaatzens soll gezeigt werden, dass auch komplexe Technologien mitklaren physikalisch motivierten Ansatzen gestaltet und kontrolliert werdenkonnen.

Inhalt: Die Vorlesung bietet die physikalischen Grundlagen, die als Ein-stieg in die Plasmatechnik unerlasslich sind. Es werden die wesentlichen Be-griffe der Plasmaphysik diskutiert, sowie die dazu notigen mathematischenGrundlagen kurz umrissen. Eine der wichtigsten Technologien der modernenPlasmatechnik, das reaktive Atzen zur Mikrostrukturierung von Bauelemen-ten wird vorgestellt.

Die Vorlesung kann in drei Bereich unterteilt werden. Zunachst wird einereichhaltig bebilderte Einfuhrung vorausgeschickt, um an die wesentlichenBegriffe der Plasmaphysik und Plasmatechnik anschaulich heranzufuhren.Neben dem Plasmabegriff an sich werden zahlreiche Anwendungen im Hoch-und Niederdruckplasmabereich vorgestellt. Die wichtigsten physikalischenKonstanten leiten dann zu der Einordnung der Plasmatechnik in die Pro-zessabfolge am Beispiel eines MOSFET uber.

Im zweiten Teil erortert die Vorlesung grundsatzliche Fragen zum Stoßzwischen Teilchen, und diskutiert die Gleichgewichtsverteilungen der ver-schiedenen Teilchensorten (Elektronen, Photonen, Schwerteilchen und inne-ratomare Zustande). Abweichungen von diesen Gleichgewichtsverteilungen intypischen Niederdruckplasmen werden anschließend diskutiert. Weitere Ka-pitel im Grundlagenbereich sind der Plasmadynamik, der Diffusion und am-bipolaren Diffusion sowie der Randschicht gewidmet. Auch werden zwei wich-tige Maschinen der Plasmatechnik, die kapazitiv und induktiv gekoppeltenHochfrequenzentladungen erortert.

Der dritte und letzte Teil ist auf das Plasmaatzen konzentriert. Hierwerden die verschiedenen Atztechnologien und die Mechanismen des Plas-maatzens besprochen. So grundsatzliche Fragen wie Selektivitat, Uniformitat

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

und Ansitropie bilden einen wesentlichen Bestandteil dieses Kapitels. Ab-schließend werden einige technologische Probleme aufgezeigt.

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse:

• Grundlagen der Physik

• Schulchemie

• Grundlagen der Mathematik

Prufung: mundlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.47 148030: Plasmatechnik II

Nummer: 148030Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte Prasentation

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Peter AwakowiczDozenten: Prof. Dr.-Ing. Peter Awakowicz

M. Sc. Max EngelhardtSprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Ziele: Das Verstandnis fur die mathematische Beschreibung plasmaphysi-kalischer Abscheideprozesse soll die Studenten in die Lage versetzen, realeProzesse grundsatzlich zu verstehen, die Abhangigkeit von den wesentlichenParametern zu erkennen und Uberlegungen zur sinnvollen Auslegung weite-rer Prozesse anzustellen.

Inhalt: Die ’Plasmatechnik II’ beschaftigt sich mit grundsatzlichen Fragender Wechselwirkung von Plasmen mit Oberflachen, der Anwendbarkeit die-ser Wechselwirkung und konkreten physikalisch-technischen Prozessen undApparaturen.

Im ersten Teil der Vorlesung spielen die Gasphasen und Oberflachen-prozesse in modernen plasmatechnischen Prozessen eine wichtige Rolle. An-hand anschaulicher Bilder werden die physikalischen Grundlagen der wich-tigsten Oberflachenprozesse aufgezeigt. Das Zusammenspiel von Gasphasenund Oberflachenkinetik wird am Beispiel der Oxidation eines Kohlestofffilmsaufgezeigt.

Der zweite Teil ist der Schichtabscheidung durch Sputterverfahren gewid-met. Hierbei wird insbesondere auf die am weitesten verbreitete Methode derMagnetron-Entladung eingegangen. Sowohl das rein physikalische, als auchdas reaktive Sputtering von metallsichen, aber auch dielektrischen Schichtenwird aufgezeigt. Grundsatzliche Fragestellungen zur Schichtabscheidung undSchichtmorphologie werden in Abhangigkeit wichtiger Parameter erortert.

Die plasmaunterstutzte chemische Abscheidung aus der Gasphase(PECVD) bildet den dritten Teil der Vorlesung. Hier wird mit einfachenModellen die Deposition von fur die Mikroelektronik so wichtigen Filmenwie Siliziumdioxid und amorphes wasserstoffdotiertes Silizium besprochen.

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse:

• Plasmatechnik I

• Plasmaoberflachenwechselwirkung (Prof. v. Keudell / Physik)

• Grundlagen der Chemie

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Prufung: mundlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.48 141364: Plasmatechnik in der

Halbleiter- und Mikrosystemtechnik

Nummer: 141364Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte PrasentationVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDozent: Dr. Michael KlickSprache: DeutschSWS: 3angeboten im: Sommersemester

Termine im Sommersemester:

Vorbesprechung: Donnerstag den 14.04.2016 ab 16:15 im ID 1/136

Ziele: Die Studierenden haben die theoretischen und die praktischenAspekte der Anwendung der Plasmatechnik in der Halbleiter- und Mikro-systemtechnik kennen gelernt.

Inhalt:

1. General Introduction

• Semiconductor Market

• The top Plasma Equipment Suppliers

• Analysis and Control of Manufacturing Costs

• Demands and Conclusions for future Plasma Equipment

2. Plasma physics fundamentals

• Plasma - The fourth state of matter

• Plasma and external magnetic field

• Short characterization of nonthermal plasma

• The mechanisms in the DC discharge

• RF discharge

• CCP Capacitively Coupled Plasma

• Inductively Coupled Plasma

• Remote and pulsed plasmas

• RF power in the plasma

• Plasma process control in the Fab

• Methods of plasma diagnostics

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

3. Plasma Etch Tools

• The plasma process Overview - Reactor types, Classical par-allel plate reactor

• Capacitively Coupled Plasma reactor type (RIE)

• Typical parameters of RIE, Control of bulk and sheath bydissipated power

• Basic etching in MERIE reactor type

• Approach to Dual Frequency Reactors

• Approach to and principle of ICP / TCP R©• Comparison of chamber type; Process requirements and

equipment, Common materials and corresponding etchinggas

• Etch chemistry

• Sputtering

4. Principle of thin film deposition, PVD & CVD: Sputterdeposition

• The plasma enhanced deposition

• Nitridation

5. Process

• Basic mechanisms: Plasma processes

• The complexity of plasma processing

• Mechanism of plasma processes

• Limitations of plasma processes

• Gas heating

• PECVD: Surface and bulk (volume) reactions

• Conditioning

• Chamber Design

• Arcing and particles

• Cost control by quality and process management

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Notwendig: Grundlagen der E-Technik,Elektrische und magnetische Felder

Hilfreich ist der Besuch folgender Vorlesungen: Plasmatechnik und Felder,Wellen, Teilchen

Prufung: mundlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.49 148098: Praktikum Plasmatechnik und

Plasmaphysik

Nummer: 148098Lehrform: PraktikumVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDozent: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannSprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Ziele: Die Studierenden sollen die in der Plasmatechnik eingesetztenGerate und Methoden kennenlernen und selbst praktisch anwenden.

Inhalt: Durchfuhrung von Experimenten an Versuchsaufbauten aus aktu-ellen Forschungsprojekten im “Center for Plasma Science and Technology”(CPST) der Ruhr-Universitat. Die Studierenden sollen selbstandig Versuchevorbereiten, durchfuhren und auswerten.

Empfohlene Vorkenntnisse:

• Studium im Studienschwerpunkt Plasmatechnik

• Grundkenntnisse in der Plasmaphysik und Plasmatechnik, wie sie inden Pflichtvorlesungen des Studienschwerpunktes vermittelt werden.

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.50 148124: Quantenmechanische Grundla-

gen von Nanoelektronik und Quantum

Computing

Nummer: 148124Lehrform: Vorlesung mit integrierten UbungenMedienform: Folien

HandoutsTafelanschrieb

Verantwortlicher: Prof. Dr. Michael-Karl SostarichDozent: Prof. Dr. Michael-Karl SostarichSprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Ziele: Die Vorlesung verfolgt das Ziel, Studierende mit Grundsatzen undMethoden der Quantentheorie vertraut zu machen, die uber den Stoff derGrundlagenvorlesung hinausgehen und zum Verstandnis des Verhaltens na-noelektronischer Systeme sowie der Prinzipien eines Quantum Computersbeitragen sollen.

Inhalt: Quantenmechanik ist die fundamentale Theorie physikalischer Pro-zesse in sehr kleinen Systemen (atomarer Großenordnung), die diskrete Ener-giewerte aufweisen. Die Miniaturisierung elektronischer Bauelemente erreichtbald die Schwelle, unterhalb der sich wegen der winzigen Abmessungen Quan-teneigenschaften bemerkbar machen. Andererseits sind Quantencomputerneuartige Rechner, deren ?Prozessoren? quantenmechanische Systeme sindund deren Rechenschritte sich nur mit Gesetzen der Quantenmechanik be-schreiben lassen. Die Vorlesung versucht, den Studierenden die Grundlagender Quantenmechanik verstandlich zu machen, um konkrete Anwendungs-beispiele besprechen zu konnen. Nach einer Einleitung werden die Postulateder Quantenmechanik und das Unscharfeprinzip vorgestellt. Wellenfunktio-nen, deren Superposition und die Verschrankung von Zustanden werden inBeispielen und in einer Ubung behandelt. Ein wichtiger Abschnitt befasstsich mit der Darstellung physikalischer Großen durch Operatoren, derenEigenschaften, Eigenwertgleichungen, Erwartungswerte und mit der Wahr-scheinlichkeit von Messergebnissen. Die Schrodinger-Gleichung wird ausfuhr-lich besprochen sowie auch ihre Losungen fur Einzelteilchen im Potenti-altopfen verschiedener Geometrie. Charakteristische Merkmale von Syste-men mit mehreren Teilchen werden mit einbezogen. Ein ganzer Abschnittist der Storungsrechnung gewidmet, mit dem Schwerpunkt auf zeitabhangigeStorungen und quantenmechanische Ubergange. Als Ubung wird die relati-vistische Klein-Gordon-Gleichung abgeleitet. Anschließend wird die Dirac-Gleichung erwahnt und uber den Spin atomarer Teilchen gesprochen. Dasletzte Kapitel der Vorlesung ist den Grundlagen von Quantum Computinggewidmet. Systeme von Qubits und deren moglichen Zustanden sowie diephysikalische Realisierung solcher Systeme ist ein wichtiger Aspekt. Die zeit-

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

liche Entwicklung vom Ausgangs- zum Endzustand (Ergebnis), deren unbe-dingte Reversibilitat, Vorteile und Nachteile der Verschrankung von Qubitswerden besprochen und die wichtigsten Quantengatter vorgestellt. Als Bei-spiel eines Algorithmus fur Quantum Computer wird der von Peter Shorvorgestellt, welcher zur Faktorisierung großer Zahlen entwickelt wurde.

Voraussetzungen: Keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Die Teilnehmer sollten die Vorlesung’Quantenmechanische Grundlagen elektronischer Bauelemente’ gehort ha-ben.

Literatur:

[1] Hardy, Yorick, Steeb, Willi-Hans ”Classical and Quantum Computing withC++ and Java Simulations”, Birkhauser, 2002[2] Fick, Eugen ”Einfuhrung in die Grundlagen der Quantentheorie”, Akade-mische Verlagsgesellschaft, 1968[3] Lindsay, Peter A. ”Einfuhrung in die Quantenmechanik fur Elektroinge-nieure”, Oldenbourg, 1975[4] Brandt, Siegmund, Dahmen, Hans Dieter ”The Picture Book of QuantumMechanics”, Wiley & Sons, 1985

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.51 148118: Radar-Verfahren und

-Signalverarbeitung

Nummer: 148118Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte Prasentation

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Joachim EnderDozent: Prof. Dr.-Ing. Joachim EnderSprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Ziele: In dieser Vorlesung sollen grundlegende Verfahren der Sensor-Signalverarbeitung, insbesondere die Entdeckung von Signalen im Rauschen,Parameter-Schatzverfahren und bildgebende Verfahren anhand der Radar-Anwendung erarbeitet werden. Die Vorlesung baut auf den Grundlagen derNachrichtentechnik (Elementar-Signale, Faltung, Fourier-Transformation, li-neare Systeme und Filter, Abtasttheorem) sowie elementaren Kenntnissender Hochfrequenztechnik (Wellenausbreitung, Antennen) auf und betont ei-nerseits die statistische Modellierung von Sensorsignalen, andererseits diemehrdimensionale Anwendung der Fouriertransformation im Zeit- und Orts-bereich. Aus dieser Vertiefung heraus werden moderne Radarverfahren wieRadar mit phasengesteuerten Gruppenantennen, Raum-Zeit-Filterung, undRadar mit synthetischer Apertur (SAR) entwickelt und anhand des prin-zipiellen Aufbaus entsprechender Radarsysteme beschrieben. Die Vorlesungwird mit realen Beispielen von Radarsignalen, Verarbeitungsschritten undErgebnissen illustriert.

Inhalt:

• Komplexwertige Radarsignale bei koharentem Pulsradar, angepasstesEmpfangsfilter, Dopplereffekt, Abtastung im Entfernungs- und Puls-zu- Puls-Bereich

• Pulskompression, Mehrdeutigkeitsfunktion, Entwurf geeigneter Radar-signale, FM-CW Radar, der Begriff der Auflosung

• Statistische Schatzverfahren, Maximum-Likelihood-Schatzung vonSignalamplitude, Dopplerfrequenz und Entfernung, Cramer-Rao-Schranken

• Statistische Testverfahren, Wahrscheinlichkeitsverhaltnistest, Entde-ckung von Radarsignalen mit bekannter und unbekannter Dopplerfre-quenz, Receiver-Operating-Characteristics

• Radar mit phasengesteuerter Gruppenantenne, Bildung der Charak-teristik, angepasstes Filter im Raum, Monopulsschatzung, Bedeutungder Kovarianzmatrix fur mehrkanalige Signalverarbeitung, adaptiveStorunterdruckung

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

• Bewegtzielentdeckung im Clutter fur bodengestutztes und fliegendesRadar, Space-Time Adaptive Processing

• Bildgebende Radarverfahren: ISAR-Abbildung von Objekten aufdem Drehtisch, der Raum der Wellenzahlvektoren (k-Raum), Polar-Reformatting, ISAR-Abbildung bewegter Objekte, Radar mit synthe-tischer Apertur (SAR) im Streifen- und Scheinwerfermodus. Range-Migration-Verfahren

• Erweiterte SAR-Verfahren: bahnorthogonale und bahnparallele Inter-ferometrie, Polarimetrie, bistatisches SAR

Voraussetzungen: Keine

Empfohlene Vorkenntnisse:

• Grundlagen der Nachrichtentechnik (Elementar-Signale, Faltung,Fourier-Trans- formation, lineare Systeme und Filter, Abtasttheorem)

• elementaren Kenntnissen der Hochfrequenztechnik (Wellenausbreitung,Antennen)

• Wahrscheinlichkeitsrechnung

• Kenntnisse der Systemtheorie

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.52 148039: Regenerative elektrische Ener-

gietechnik

Nummer: 148039Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte PrasentationVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Constantinos SourkounisDozent: Prof. Dr.-Ing. Constantinos SourkounisSprache: DeutschSWS: 4angeboten im:

Ziele: Die Vorlesung ermoglicht es den Studierenden, das Potential der ver-schiedenen regenerativen Energiequellen standortabhangig zu beurteilen undeine nutzungsspezifische Beschreibung zu erstellen. Aufbauend auf Fachwis-sen uber verfugbare Technologien zur Nutzung regenerativer Energiequellensind die Studierenden befahigt, Energieversorgungssysteme auf der Basis vonregenerativen Energiequellen zu konzipieren, auszulegen sowie deren Realisie-rung zu leiten. Des Weiteren erarbeiten die Studierenden die wissenschaftlicheQualifikation, um im Bereich der Weiterentwicklung regenerativer Energie-nutzung in Industrie und Forschung tatig zu sein.

Inhalt: In der Vorlesung ’Regenerative Energietechnik’ werden, aufbauendauf einer Ubersicht der verfugbaren Energietrager, Sonne, Wind, geothermi-scher Warme und Biomasse, sowie den fur die Energiewandlung notwendi-gen thermischen, chemischen, mechanischen und elektrischen Prozessen, dieMoglichkeiten der antropogenen Nutzung der regenerativen Energien vermit-telt. Dabei wird detailliert auf die nutzbaren Potentiale der Sonnenenergie,der Windenergie, der geothermischen Energie und der Biomasse, sowie aufdie Technologien zu ihrer Nutzung eingegangen. Davon ausgehend wird ihrstationares und dynamisches Betriebsverhalten dargestellt. Besonderes Au-genmerk liegt auf der nutzungsgerechten Beschreibung der Energiequellenund der Auswahl der fur die vorliegende Energieform sinnvollsten Energieum-wandlungskette.

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Physik, Leistungselektronik, Regelungs-technik

Prufung: mundlich, 30 Minuten

Literatur:

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

[1] Kaltschmitt, Martin, Streicher, Wolfgang, Wiese, Andreas ”ErneuerbareEnergien. Systemtechnik, Wirtschaftlichkeit, Umweltaspekte”, Springer, 2005[2] Kleemann, Manfred, Meliß, Michael ”Regenerative Energiequellen”, Sprin-ger, 2002

104

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.53 148179: Sondergebiete der Mechanik:

Biomechanik

Nummer: 148179Lehrform: Vorlesung mit integrierten UbungenMedienform: rechnerbasierte Prasentation

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Frank BaumgartDozent: Prof. Dr.-Ing. Frank BaumgartSprache: DeutschSWS: 2Leistungspunkte: 3angeboten im:

Ziele: Die Studierenden sollen zunachst die Grundlagen sicher verstehen.Sie sollen damit in der Lage sein, biomechanische Literatur kritisch hinsicht-lich des Geltungsbereiches beurteilen zu konnen und bei praktischen Aufga-ben die Modelle entsprechend zu wahlen.

Inhalt: Die Vorlesung stellt die Grundlagen und spezifische Besonderhei-ten der Biomechanik vor, die sich durch die komplexen Eigenschaften derlebenden Stoffe von der Mechanik der unbelebten Materie unterscheiden.Anwendungen dafur gibt es im medizinisch-technischen Bereich, z.B. Unfall-chirurgie, Sportmedizin, Implantattechnik.

Im ersten Abschnitt werden kontinuumsmechanische Grundlagen ver-mittelt. Die stoffunabhangigen Bilanzgleichungen werden aufgestellt underlautert. Technische Naherungstheorien werden gestreift, soweit anwendbar.

Der zweite Abschnitt befasst sich mit Materialeigenschaften biologischerSubstanzen und deren speziellen Stoffgleichungen, und zeigt mechanischeUnterschiede zwischen technischen und biologischen Stoffen auf (z.B. zaheFlussigkeit vs. Blut). Es wird auch besonderer ein Einblick in die Beschrei-bung viskoelastischer Stoffe gegeben.

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse:

• Gute Kenntnisse in Mechanik

• Kontinuumsmechanik

Arbeitsaufwand: 90 Stunden

Die Veranstaltung wird in 2 Blocken pro Semester an je zwei Tagen durch-gefuhrt. Es ergeben sich insgesamt 32 Stunden Anwesenheit. Zur Vor- undNachbereitung der Blocke werden 30 Stunden angesetzt, 28 Stunden werdenfur die Prufungsvorbereitung benotigt.

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.54 148200: Stochastische Signale

Nummer: 148200Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte Prasentation

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Georg SchmitzDozenten: Prof. Dr.-Ing. Georg Schmitz

Dr.-Ing. Stefanie DencksSprache: DeutschSWS: 4angeboten im:

Ziele: Zentrales Ziel ist die Vermittlung der fachspezifischen Grundkennt-nisse zum sicheren mathematischen Umgang mit stochastischen Modellen furgemessene Signale. Studierende erwerben die Fertigkeit, statistische Schluss-weisen wie das Parameterschatzen und das Hypothesentesten anzuwenden. InVerbindung mit der fur die Vorlesung vorausgesetzten Systemtheorie erlan-gen Studierende die Qualifikation, Signalverarbeitungsprobleme mit Zufalls-signalen zu losen und praktisch relevante Verfahren zum Parameterschatzenin der Signalverarbeitung einzusetzen.

Inhalt: Viele in der Elektrotechnik und Informationstechnik vorkom-menden Signale unterliegen zufalligen Anderungen, oder sind zu komplex,um fur sie deterministische Modelle anzugeben. Diese Signale konnen bes-ser durch stochastische Signalmodelle beschrieben werden, die Methodender Wahrscheinlichkeitsrechnung zugrunde legen. Die Vorlesung vermitteltzunachst die mathematischen Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung:Das Konzept einer Zufallsvariablen steht hierbei im Mittelpunkt. Einigein der Praxis haufig vorkommende Verteilungen werden diskutiert (z.B.Laplace-, Gauß-, Poisson-, Binomialverteilung). Hierauf aufbauend werdenstatistische Schlussweisen wie das Parameterschatzen, insbesondere mit derMethode der kleinsten Quadrate, das Hypothesentesten, sowie beste Appro-ximationen im quadratischen Mittel vorgestellt. Stochastische Prozesse unddie auf sie angewendete Systemtheorie werden im zweiten Teil der Vorlesunganhand praktisch relevanter Anwendungsfalle vermittelt. Nach Einfuhrungder Autokovarianzfunktion, und des Leistungsdichtespektrums steht die Sys-temtheorie mit stochastischen Signalen im Mittelpunkt. Hierbei werden vorallem weißes Rauschen, Moving-Average-Prozesse und autoregressive Prozes-se als Beispiele zur Modellierung stochastischer Signale behandelt. Anschlie-ßend wird in die Thematik der Optimalfilter durch Diskussion des Wiener-Filters eingefuhrt. Mehrere praktisch einsetzbare Losungen z.B. zur Bestim-mung von Modellparametern, oder zur Schatzung von Autokovarianzfunk-tionen und Leistungsdichte werden abschließend exemplarisch behandelt.

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Signale und Systeme

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Literatur:

[1] Fettweis, Alfred ”Elemente nachrichtentechnischer Systeme”, Schlembach,2004[2] Hansler, Eberhard ”Statistische Signale. Grundlagen und Anwendungen”,Springer, 2001[3] Bohme, Johann F. ”Stochastische Signale”, Teubner Verlag, 1998

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.55 148184: Studienarbeit ETIT

Nummer: 148184Lehrform: StudienarbeitVerantwortlicher: Studiendekan ETITDozent: Hochschullehrer der Fakultat ET/ITSprache: DeutschSWS: 12angeboten im:

Ziele: Erwerb von Grundkenntnissen der wissenschaftlichen Arbeit, derProjektorganisation und der Prasentation wissenschaftlicher Ergebnisse.

Inhalt: Losung einer wissenschaftlichen Aufgabe unter Anleitung.

Voraussetzungen: siehe Prufungsordnung

Empfohlene Vorkenntnisse: Vorkenntnisse entsprechend dem gewahltenThema erforderlich

Prufung: Abschlussarbeit, studienbegleitend

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.56 142361: Summer School Master Class

Nummer: 142361Lehrform: VorlesungMedienform: rechnerbasierte PrasentationVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDozenten: Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmann

Prof. Dr.-Ing. Peter AwakowiczPriv.-Doz. Dr.-Ing. Thomas MussenbrockProfessoren der Physik

Sprache: DeutschSWS: 3Leistungspunkte: 4angeboten im: Sommersemester

Termine im Sommersemester:

Vorbesprechung: Donnerstag den 14.04.2016 ab 16:15 im ID 1/136

Ziele: Die Studierenden haben einen Uberblick uber den aktuellen For-schungsstand auf dem ausgewahlten Gebiet der Plasmaphysik.

Inhalt: Das Thema der Master Class ist ein ausgewahltes Gebiet der Nie-dertemperaturplasmaphysik, das momentan in der Forschung von besonde-rem Interesse ist. Es wird jeweils kurzfristig festgelegt und wechselt von Jahrzu Jahr - beispielsweise wurde im Jahr 2005 das Thema “Mikroplasmen”behandelt. Von ausgewiesenen Experten im Gebiet der Niedertemperatur-plasmaphysik, die in der Regel uber umfangreiche Lehrerfahrung verfugen,werden zu dem jeweiligen festgelegten Thema Vorlesungen gehalten.

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Die Studierenden sollten mehrere Pflicht-vorlesungen des Schwerpunkts Plasmatechnik gehort und die zugehorigenPrufungen bestanden haben.

Arbeitsaufwand: 120 Stunden

ca. 40 Stunden

Prufung: mundlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.57 148221: Technische Mikrobiologie

Nummer: 148221Lehrform: VorlesungVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Marc WichernDozenten: Prof. Dr.-Ing. Marc Wichern

Dr. rer. nat. Eva MaileSprache: DeutschSWS: 2angeboten im:

Ziele: Vermittlung der grundlegenden Kenntnisse der technischen Mikro-biologie.

Inhalt: Einfuhrend wird die Bedeutung der Mikrobiologie durch dievielfaltigen Anwendungsgebiete mikrobieller Verfahren erlautert. Die an-schließende Darstellung der verschiedenen Arten von Mikroorganismen, de-ren Nahrstoffe und Stoffwechsel ist essentielle Grundlage fur das Verstandnisder Kinetik mikrobieller Systeme. Die Erlauterung der Kinetik und der Re-aktortechnik zeigt die Zusammenhange und die Einflussfaktoren der mikro-biellen Verfahrenstechnik in der Siedlungswasserwirtschaft auf, und legt dieGrundlagen fur das spatere Verstandnis der weiterfuhrenden Prozesse. Wei-tere Themen sind die speziellen Prozesse bei der Abwasserbehandlung wieder aerobe Kohlenstoffabbau, die Nitrifikation und Denitrifikation sowie diePhosphorelimination. Zum Abschluss wird das Grundkonzept der Simulationvon Klaranlagen erlautert.

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: keine

Prufung: mundlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.58 148028: Tomographische Abbildungs-

verfahren in der Medizin

Nummer: 148028Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte Prasentation

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Georg SchmitzDozenten: Prof. Dr.-Ing. Georg Schmitz

wiss. MitarbeiterSprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Ziele: Die Studierenden erwerben fachspezifische Grundlagen zur Technikmedizinischer Bildgebungsverfahren. Die Studierenden sollen insbesonderedie Fahigkeit erlangen, Problemstellungen, die eine tomographische Rekon-struktion ermoglichen, zu erkennen und Algorithmen zu deren Losung zuformulieren.

Inhalt: Mit Hilfe tomographischer Abbildungsverfahren konnen aus Pro-jektionen, d.h. aus gemessenen, integralen Beziehungen physikalischer Pa-rameter, Schnittbilder von Gewebe- und Knochenstrukturen rekonstruiertwerden. Bei der Computertomographie (CT) wird die Durchdringung vonRontgenstrahlen durch ein abzubildendes Volumen unter verschiedenen Win-keln gemessen, und es erfolgt eine Rekonstruktion des Rontgenschwachungs-koeffizienten. Bei der Magnetresonanz-Tomographie (MR-Tomographie) wer-den hingegen kernmagnetische Resonanzeffekte genutzt, und es werdenRelaxationszeiten bzw. Protonendichten abgebildet. Es werden von den phy-sikalischen und mathematischen Grundlagen bis zu praktisch wichtigen Re-konstruktionsverfahren alle Schritte von der Datenaufnahme bis zum Bildvermittelt.

Empfohlene Vorkenntnisse: Kenntnisse der Systemtheorie, Fourier-Transformation und Signalverarbeitung, die denen entsprechen, die alsGrundlagen in den Vorlesungen des Bachelorstudienganges Elektrotechnikund Informationstechnik vermittelt werden.

Literatur:

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

[1] Morneburg, Heinz ”Bildgebende Systeme fur die medizinische Diagnostik”,Publicis Corporate Publishing, 1995[2] Hutten, Helmut ”Biomedizinische Technik I. Diagnostik und bildgebendeVerfahren”, Springer, 1993[3] Buzug, Thorsten M. ”Einfuhrung in die Computertomographie.Mathematisch-physikalische Grundlagen der Bildrekonstruktion”, Springer,2007[4] den Boer, Jacques A., Vlaardingerbroek, Marius T. ”Magnetic ResonanceImaging. Theory and Practice”, Springer, 2003[5] Kak, Avinash C., Slaney, Malcolm ”Principles of Computerized Tomogra-phic Imaging”, I.E.E.E.Press, 1989

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.59 148027: Ultraschall in der Medizin

Nummer: 148027Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: Folien

rechnerbasierte PrasentationVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Georg SchmitzDozenten: Prof. Dr.-Ing. Georg Schmitz

wiss. MitarbeiterSprache: DeutschSWS: 3angeboten im:

Ziele: Vermittlung grundlegender und vertiefter Kenntnisse aus dem Be-reich der Ultraschalltechnik, insbesondere zur Wellenausbreitung, auch inRelation zu vergleichbaren elektromagnetischen Vorgangen, außerdem zurErzeugung, zum Empfang und zur Verarbeitung von Ultraschallsignalen mitSchwerpunkt auf Konzepten der Bildgebung und Bildverarbeitung, und teil-weise auch mit Bezug zu aktuellen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten.

Inhalt: Es werden die Grundlagen der Ultraschallphysik und darauf auf-bauend technische Elemente und Konzepte von Systemen fur die medizinischeDiagnostik und Therapie behandelt. Ferner werden Anwendungen der Ul-traschalltechnik in technischen Bereichen (Materialprufung, Fernerkundung,Industriesensorik, Signalverarbeitung) vorgestellt. Es werden behandelt:

• Ultraschallausbreitung in verschiedenen Medien (Fluide Medien,Festkorper)

• Ultraschallwandler

• Ultraschall in der Medizin (Diagnostik, Bildgebende Verfahren,Ultraschall-Therapiesysteme)

• Technische Ultraschallanwendungen (Werkstoffprufung, Fernerkun-dung, Industriesensorik, Signalverarbeitung)

Empfohlene Vorkenntnisse: Kenntnisse der Systemtheorie, Fourier-Transformation und Signalverarbeitung, die denen entsprechen, die alsGrundlagen in den Vorlesungen des Bachelorstudienganges Elektrotechnikund Informationstechnik vermittelt werden.

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