Master Studiengang Elektrotechnik und Informations- technik fileErl auterung zum Wahlp ichtbereich des Studiengangs Bei dem Wahlp ichtbereich handelt es sich jeweils um einen " Modulkorb\,

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Master StudiengangElektrotechnik und Informations-technik

Schwerpunkt Plasmatechnik

Modulhandbuch

PO 13

Fakultat fur Elektrotechnik und Informationstechnik


Erlauterung zum Wahlpflichtbereich des Studiengangs

Bei dem Wahlpflichtbereich handelt es sich jeweils um einen”Modulkorb“,

der sich aus verschiedenen Modulen zusammensetzt. Die wahlbaren Modulesind im Wahlpflichtkatalog zusammengestellt. Die Studierenden konnen mitihrer konkreten Auswahl eigene Schwerpunkte setzen.

Die Leistungspunkte (LP) jedes einzelnen Moduls werden den Studie-renden nach der bestandenen Modulprufung gutgeschrieben. Jedes einzelneModul kann dabei innerhalb eines Semesters abschlossen werden.

Der Wahlpflichtbereich, also der Modulkorb, ist abgeschlossen, wenn dieStudierenden Module aus dem zugehorigen Wahlpflichtkatalog im angegebe-nen Umfang abgeschlossen haben.

Die nachfolgende Grafik verdeutlicht diese Zusammenhange:


Inhaltsverzeichnis

1 Module 31.1 Master-Praktikum PT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.2 Master-Seminar PT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.3 Master-Startup ETIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.4 Masterarbeit ETIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.5 Nichttechnische Wahlfacher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.6 Pflichtfach 1 PT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.7 Pflichtfach 2 PT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.8 Pflichtfach 3 PT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.9 Pflichtfach 4 PT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121.10 Pflichtfach 5 PT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.11 Pflichtfach 6 PT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151.12 Wahlfacher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161.13 Wahlpflichtfacher PT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2 Veranstaltungen 192.1 141280: Biomedical Applications of Plasma Technology . . . 202.2 141377: Computational Engineering 1: Fluiddynamics in

electrical-engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.3 141378: Computational Engineering 2: Electrodynamics . . . 242.4 141375: Computational Methods on GPU . . . . . . . . . . . 262.5 160228: Einfuhrung in die Biophysik . . . . . . . . . . . . . . 272.6 141367: Electromagnetic Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . 292.7 141372: Elektromagnetische Wellen . . . . . . . . . . . . . . 312.8 148206: Exakte Methoden und Naherungsverfahren I . . . . . 332.9 148185: Exakte Methoden und Naherungsverfahren II . . . . 352.10 141361: Felder, Wellen und Teilchen . . . . . . . . . . . . . . 372.11 141106: freie Veranstaltungswahl . . . . . . . . . . . . . . . . 392.12 141374: Fundamentals of GPU Programming . . . . . . . . . 402.13 141368: Hochfrequenztechnik und elektrostatische Substrat-

klemmung fur technische Plasmen . . . . . . . . . . . . . . . 422.14 142360: International Summer School . . . . . . . . . . . . . 432.15 202620: Master-Praktikum Biomedizinische Messtechnik . . . 452.16 142101: Master-Projekt Plasmatechnik . . . . . . . . . . . . 472.17 143283: Master-Seminar Biomedizinische Anwendungen der

Plasmatechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482.18 143264: Master-Seminar Photonics . . . . . . . . . . . . . . . 492.19 143282: Master-Seminar Plasma-Simulation . . . . . . . . . . 50

1

INHALTSVERZEICHNIS

2.20 143280: Master-Seminar Plasmatechnik . . . . . . . . . . . . 512.21 143265: Master-Seminar Terahertz Technology . . . . . . . . 532.22 140003: Master-Startup ETIT . . . . . . . . . . . . . . . . . 542.23 144101: Masterarbeit ETIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562.24 141362: Modellierung technischer Plasmen . . . . . . . . . . 572.25 141105: Nichttechnische Veranstaltungen . . . . . . . . . . . 592.26 141370: Numerical Plasma Simulation . . . . . . . . . . . . . 612.27 150118: Numerical Methods and Scientific Computing . . . . 622.28 148230: Physik und Technik von Lichtquellen . . . . . . . . . 642.29 141373: Plasma Chemistry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662.30 141281: Plasmamedicine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 682.31 141363: Plasmarandschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702.32 141290: Plasmaspektroskopie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722.33 141283: Plasmatechnik 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742.34 141284: Plasmatechnik 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762.35 141364: Plasmatechnik in der Halbleiter- und Mikrosystem-

technik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782.36 141285: Writing particle based simulation codes: from elec-

tron swarms to radio-frequency-plasmas . . . . . . . . . . . . 812.37 141131: Systeme der Hochfrequenztechnik . . . . . . . . . . . 832.38 141366: Technische Hochfrequenzplasmen . . . . . . . . . . . 852.39 141371: Theoretische Methoden der Elektrotechnik . . . . . . 87

2

Kapitel 1

Module

3

KAPITEL 1. MODULE

1.1 Master-Praktikum PT

Nummer: 149379Kurzel: prak MS PT-PO13Verantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannArbeitsaufwand: Mindestens 90 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: ≥3

Ziele: Die Studierenden sind befahigt, in einem kleinen Team Aufgabenaus dem Bereich des Studienschwerpunkts zu losen und die Ergebnisse iningenieurwissenschaftlicher Weise zu dokumentieren. Sie konnen gezielt Me-thoden der strukturierten Analyse anwenden und deren Wirkung analysieren.

Inhalt: Das Modul besteht aus einem Praktikum oder einem Projekt.In einem Praktikum werden fortgeschrittene Themen des Studienschwer-

punkts in einzelnen praktischen Versuchen behandelt. In einem Projekt wer-den komplexe Themen eigenstandig im Verlauf eines Semesters bearbeitet.

Prufungsform: siehe Lehrveranstaltungen

Veranstaltungen:

202620: Master-Praktikum Biomedizinische Messtechnik 3 SWS (S.45)142101: Master-Projekt Plasmatechnik 3 SWS (S.47)

4

KAPITEL 1. MODULE

1.2 Master-Seminar PT

Nummer: 149520Kurzel: sem MS PT-PO13Verantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannArbeitsaufwand: Mindestens 90 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: ≥3

Ziele: Die Studierenden sind befahigt, selbstandig Literatur zu einem ge-gebenen Thema zu sichten, die wesentlichen Inhalte zu erfassen und diesewiederzugeben. Sie haben die Schlusselqualifikationen zur Prasentation ih-rer Ergebnisse: sowohl die schriftliche Ausarbeitung eines Themas, als auchPrasentationstechniken und rhetorische Techniken.

Inhalt: Einzelthemen aus dem gewahlten Seminarthema werden in Vor-tragen dargestellt. Die Studierenden halten jeweils einen Vortrag, horen dieVortrage der anderen Studierenden und diskutieren die Inhalte miteinander.Dabei geht es nicht um die reine Wissensvermittlung, sondern das Erlernendes wissenschaftlichen Diskurses. Daraus resultiert eine Anwesenheitspflichtan der zu Beginn des Seminars festgelegten Anzahl von Einzelterminen.


Veranstaltungen:

143283: Master-Seminar Biomedizinische Anwendungen der Plas-matechnik

3 SWS (S.48)

143264: Master-Seminar Photonics 3 SWS (S.49)

143282: Master-Seminar Plasma-Simulation 3 SWS (S.50)

143280: Master-Seminar Plasmatechnik 3 SWS (S.51)143265: Master-Seminar Terahertz Technology 3 SWS (S.53)

5

KAPITEL 1. MODULE

1.3 Master-Startup ETIT

Nummer: 149876Kurzel: masterstartupetitVerantwortlicher: Studiendekan ETITArbeitsaufwand: Keine Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: 1

Ziele: Erleichterung des Einstiegs in das Studium; Vernetzung der Studie-renden untereinander; Einsicht in Berufsbilder, Karrieremoglichkeiten etc.

Inhalt: Studienbegleitende Informationen, Exkursionen, Vortrage etc.

Prufungsform: Es handelt sich um eine freiwillige Zusatzveranstaltung.

Veranstaltungen:

140003: Master-Startup ETIT 2 SWS (S.54)

6

KAPITEL 1. MODULE

1.4 Masterarbeit ETIT

Nummer: 149826Kurzel: MA-ETITVerantwortlicher: Studiendekan ETITArbeitsaufwand: 900 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: 30

Ziele: Die Teilnehmer sind mit Arbeitsmethoden der wissenschaftlichenForschung und der Projektorganisation vertraut. Ihre fortgeschrittenenKenntnisse und Arbeitsergebnisse konnen sie verstandlich prasentieren.

Inhalt: Weitgehend eigenstandige Losung einer wissenschaftlichen Aufgabeunter Anleitung. Teilnahme an 5 Kolloquiumsvortragen uber die Ergebnis-se von Masterarbeiten in der Fakultat ET & IT. Prasentation der eigenenErgebnisse der Masterarbeit im Kolloquium.


Veranstaltungen:

144101: Masterarbeit ETIT (S.56)

7

KAPITEL 1. MODULE

1.5 Nichttechnische Wahlfacher

Nummer: 149827Kurzel: ntWafa-ETITVerantwortlicher: Studiendekan ETITArbeitsaufwand: Mindestens 150 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: ≥5

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.


Veranstaltungen:

141105: Nichttechnische Veranstaltungen (S.59)

8

KAPITEL 1. MODULE

1.6 Pflichtfach 1 PT

Nummer: 149372Kurzel: PFPT1-PO13Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Peter AwakowiczArbeitsaufwand: 150 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: 5

Ziele: Die Studierenden haben Interesse an plasmatechnischen Verfahrenund Technologien. Sie sind in der Lage grundsatzliche physikalische Uber-legungen in Anwendung auf technologische Probleme aufzeigen, sowie dieQuantifizierbarkeit einfacher technologischer Aufgabenstellungen zu erortern.

Inhalt: Betrachtet werden die physikalischen Grundlagen, die als Einstiegin die Plasmatechnik unerlasslich sind. Es werden die wesentlichen Begriffeder Plasmaphysik diskutiert, sowie die dazu notigen mathematischen Grund-lagen kurz umrissen. Eine der wichtigsten Technologien der modernen Plas-matechnik, das reaktive Atzen zur Mikrostrukturierung von Bauelementenwird vorgestellt.

Der Inhalt 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 werden grundsatzliche Fragen zum Stoß zwischen Teilchenerortert und die Gleichgewichtsverteilungen der verschiedenen Teilchensorten(Elektronen, Photonen, Schwerteilchen und inneratomare Zustande) disku-tiert. Abweichungen von diesen Gleichgewichtsverteilungen in typischen Nie-derdruckplasmen werden anschließend diskutiert. Weitere Kapitel im Grund-lagenbereich sind der Plasmadynamik, der Diffusion und ambipolaren Diffu-sion sowie der Randschicht gewidmet. Auch werden zwei wichtige Maschinender Plasmatechnik, die kapazitiv und induktiv gekoppelten Hochfrequenzent-ladungen 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, Uniformitatund Ansitropie bilden einen wesentlichen Bestandteil dieses Kapitels. Ab-schließend werden einige technologische Probleme aufgezeigt.


Veranstaltungen:

141283: Plasmatechnik 1 4 SWS (S.74)

9

KAPITEL 1. MODULE



Ziele: Die Studierenden haben Verstandnis fur die mathematische Be-schreibung plasmaphysikalischer Abscheideprozesse und sind dadurch in derLage, reale Prozesse grundsatzlich zu verstehen, die Abhangigkeit von denwesentlichen Parametern zu erkennen und Uberlegungen zur sinnvollen Aus-legung weiterer Prozesse anzustellen.

Inhalt: Die ’Plasmatechnik 2’ beschaftigt sich mit grundsatzlichen Fragender Wechselwirkung von Plasmen mit Oberflachen, der Anwendbarkeit die-ser Wechselwirkung und konkreten physikalisch-technischen Prozessen undApparaturen.

Im ersten Teil spielen die Gasphasen und Oberflachenprozesse in moder-nen plasmatechnischen Prozessen eine wichtige Rolle. Anhand anschaulicherBilder werden die physikalischen Grundlagen der wichtigsten Oberflachenpro-zesse aufgezeigt. Das Zusammenspiel von Gasphasen und Oberflachenkinetikwird am Beispiel der Oxidation eines Kohlestofffilms aufgezeigt.

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. Hier wird mit einfachen Modellen die De-position von fur die Mikroelektronik so wichtigen Filmen wie Siliziumdioxidund amorphes wasserstoffdotiertes Silizium besprochen.


Veranstaltungen:

141284: Plasmatechnik 2 4 SWS (S.76)

10

KAPITEL 1. MODULE


Nummer: 149374Kurzel: PFPT3-PO13Verantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannArbeitsaufwand: 150 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: 5

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


Veranstaltungen:

141361: Felder, Wellen und Teilchen 4 SWS (S.37)

11

KAPITEL 1. MODULE



Ziele: Die Studierenden haben Einblick in die Vielzahl der zur Verfugungstehenden Plasmamodelle und sind in der Lage, das fur ihren Zweck jeweilsgeeignete 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.


Veranstaltungen:

141362: Modellierung technischer Plasmen 4 SWS (S.57)

12

KAPITEL 1. MODULE



Ziele: Die Studierenden beherrschen die Theorie elektromagnetischer Wel-len und konnen Probleme aus dem Bereich der Hochfrequenztechnik, Photo-nik oder Plasmatechnik losen.

Inhalt: A. Elektrostatik

• Wiederholung des Coulomb-Gesetzes, der Poisson-Gleichung und desGauss-Gesetzes; Interpretation mittels Helmholtz-Zerlegungssatz furVektorfelder

• Satz von Green, Losung der Poisson-Gleichung mit Hilfe der Green-Funktion

• Laplace-Gleichung in kartesischen und spharischen Koordinaten undKugelachenfunktionen; Green-Funktion in spharischen Koordinaten,Multipol-Entwicklung

B. Magnetostatik

• Wiederholung des Biot-Savart-Gesetzes und des Durchflutungsgesetzes;Kontinuitatsgleichung, Vektorpotential und Eichtransformation

• Wiederholung des Induktionsgesetzes, Zeitableitung des Flussintegrals

C. Elektrodynamik (Grundlagen)

• Wiederholung der Maxwell-Gleichungen: Verschiebungsstrom, Kon-tinuitatsgleichung; Elektrodynamische Potentiale, Eichtransformationmittels skalarer Eichfunktion

• Coulomb und Lorenz-Eichung, skalare Wellengleichung

• Green-Funktion der Wellengleichung, retardierte Potentiale

• d’Alembert-Losungen der Wellengleichung

• Erhaltungsgleichungen: Ladungs-, Impuls- und Drehimpulserhaltung,Poynting-Theorem

• Wiederholung: Ubergangsbedingungen an Medien und ebeneWellen innichtleitenden Medien; Leitfahige Medien und inhomogene ebene Wel-len

D. Elektrodynamik

13

KAPITEL 1. MODULE

• Polarisation elektromagnetischer Wellen, Stokes-Parameter

• Wiederholung des Superpositionsprinzips fur EM-Wellen, Phasen-/Gruppengeschwindigkeit; Wellenpakete und Ausbreitung in dispersi-ven Medien

• Wiederholung der Schwingungstypen in Wellenleitern; ZylindrischeHohl-/Wellenleiter

• Strahlung lokalisierter oszillierender Quellen, Nah- und Fernfeldnahe-rung


Veranstaltungen:

141372: Elektromagnetische Wellen 4 SWS (S.31)

14

KAPITEL 1. MODULE



Ziele: Die Studierenden beherrschen die theoretischen Grundlagen zur Be-schreibung von Transport, Randschicht, Heizungsmechanismen und Gleich-gewichtskonzepten in technischen Hochfrequenzplasmen. Sie kennen verschie-dene Typen technischer HF Plasmen (Kapazitive und Induktive Radio-Frequenz Plasmen) und verstehen deren Funktionsweisen und industrielleAnwendungen.

Inhalt:

• Einfuhrung

• Grundlagen

• Transport

• Randschichtmodelle

• Heizungsmechanismen

• Gleichgewichtskonzepte

• Kapazitive Radio-Frequenz Plasmen

• Induktive Radio-Frequenz Plasmen

• Anwendungen


Veranstaltungen:

141366: Technische Hochfrequenzplasmen 4 SWS (S.85)

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KAPITEL 1. MODULE

1.12 Wahlfacher

Nummer: 149864Kurzel: wafa-ETITVerantwortlicher: Studiendekan ETITArbeitsaufwand: Mindestens 750 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: ≥25

Ziele: Die Studierenden haben vertiefte Kenntnisse in technischen odernichttechnischen Gebieten entsprechend ihrer Wahl. Dies beinhaltet sowohldie fachliche Vertiefung als auch den Erwerb von 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 Master-, Bachelor- oder Di-plomstudiengangen) mit ein, also auch die Angebote der nichttechnischenVeranstaltungen . Im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung mit der Fa-kultat fur Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Dortmund ist auchdie Wahl dort angebotener Veranstaltungen moglich.


Veranstaltungen:

141106: freie Veranstaltungswahl (S.39)

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http://www.ei.rub.de/studium/lehrveranstaltungen/392/


KAPITEL 1. MODULE

1.13 Wahlpflichtfacher PT

Nummer: 149378Kurzel: WPFPT-PO13Verantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannArbeitsaufwand: Mindestens 720 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen)Leistungspunkte: ≥24

Ziele: Die Studierenden haben fachspezifische Kenntnisse auf dem Gebietdes Studienschwerpunktes, konnen diese anwenden und entprechende Frage-stellungen analysieren und losen.

Inhalt: Es sind Module aus dem Wahlpflichtkatalog des Studienschwer-punktes auszuwahlen. Jedes Modul besteht aus je einer Lehrveranstaltung(Vorlesung + Ubung) mit eigener Modulabschlussprufung.

Zur Vermeidung von Mehrfachbeschreibungen jeweils identischer Moduleund Lehrveranstaltungen, wird direkt auf die Lehrveranstaltungsbeschrei-bung verwiesen, die auch die jeweils zugehorigen LP enthalt.

Insgesamt sind im Wahlpflichtbereich Module im Gesamtumfang von min-destens 24 Leistungspunkten zu wahlen.


Veranstaltungen:

141280: Biomedizinische Anwendungen in der Plasmatechnik 3 SWS (S.20)141377: Computational Engineering 1: Fluiddynamics in electrical-engineering

2 SWS (S.22)

141378: Computational Engineering 2: Electrodynamics 2 SWS (S.24)141375: Computational Methods on GPU 3 SWS (S.26)160228: Einfuhrung in die Biophysik 6 SWS (S.27)141367: Electromagnetic Fields 3 SWS (S.29)148206: Exakte Methoden und Naherungsverfahren I 3 SWS (S.33)148185: Exakte Methoden und Naherungsverfahren II 3 SWS (S.35)141374: Fundamentals of GPU Programming 3 SWS (S.40)141368: Hochfrequenztechnik und elektrostatische Substratklem-mung fur technische Plasmen

2 SWS (S.42)

142360: International Summer School 3 SWS (S.43)

141370: Numerical Plasma Simulation 3 SWS (S.61)

150118: Numerische Mathematik fur Elektrotechniker 3 SWS (S.62)148230: Physik und Technik von Lichtquellen 3 SWS (S.64)141373: Plasma Chemistry 3 SWS (S.66)

141281: Plasmamedizin 3 SWS (S.68)

141363: Plasmarandschichten 3 SWS (S.70)141290: Plasmaspektroskopie 4 SWS (S.72)141364: Plasmatechnik in der Halbleiter- und Mikrosystemtechnik 3 SWS (S.78)141285: Programmierung kinetischer Simulation: Von einzelnenElektronen zu Radiofrequenz-Plasmen

3 SWS (S.81)

141131: Systeme der Hochfrequenztechnik 4 SWS (S.83)

17

KAPITEL 1. MODULE

141371: Theoretische Methoden der Elektrotechnik 3 SWS (S.87)

18

Kapitel 2

Veranstaltungen

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.1 141280: Biomedical Applications of Plas-

ma Technology

number: 141280teaching methods: lecture with tutorialsmedia: Moodleresponsible person: Prof. Dr.-Ing. Peter Awakowiczlecturer: Jun. Prof. Dr. Andrew R. Gibsonlanguage: englishHWS: 3Leistungspunkte: 4angeboten im: summer term

dates in summer term:

Beginn: Montag the 01.04.2019Vorlesung Montags: from 12:15 to 13:45 o’clock in ID 03/471

goals: 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.

content: Erst seit wenigen Jahren erfreut sich die Plasmatechnik einerstark zunehmenden Anwendung in der Medizintechnik. Dabei spielt dieWechselwirkung zwischen dem Plasma und dem biologischen Material eineentscheidende Rolle. Die Vorlesung nimmt diese neue Forschungsrichtung aufund erlautert die wichtigsten biologischen und medizinischen Grundbegrif-fe, sowie die derzeit wesentlichen biomedizinischen Anwendungen. FolgendeGliederung 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

requirements: keine

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recommended knowledge: 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.

exam: mundlich, 30 Minuten

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2.2 141377: Computational Engineering 1:

Fluiddynamics in electrical-engineering

number: 141377teaching methods: lecture with tutorialsmedia: rechnerbasierte Prasentation

Tafelanschriebresponsible person: Priv.-Doz. Dr. Jurgen Geiserlecturer: Priv.-Doz. Dr. Jurgen Geiserlanguage: englishHWS: 2Leistungspunkte: 3angeboten im: summer term


Vorlesung: Montag the 16.09.2019 from 09:00 to 16:00 o’clock in ID 03/445Vorlesung: Dienstag the 17.09.2019 from 09:00 to 16:00 o’clock in ID 03/445Vorlesung: Mittwoch the 18.09.2019 from 09:00 to 16:00 o’clock in ID 03/445Vorlesung: Donnerstag the 19.09.2019 from 09:00 to 16:00 o’clock in ID 03/445Vorlesung: Freitag the 20.09.2019 from 09:00 to 16:00 o’clock in ID 03/445

goals:

• Ableitung von Modellgleichungen im Bereich der Fluid- und Elektro-dynamik.

• Einfuhrung in numerische Losungsverfahren fur die partiellen Differen-tialgleichungen, z.B. fur die Raumdiskretisierung finite Differenzenver-fahren und finite Elemente-Verfahren und spezielle steife Loser fur dieZeitdiskretisierung.

• Konsolidierung von speziellen Multiskalenlosern, z.B. HMM (Heteroge-neous Multiscale Method), EFM (Equation-Free Method), MISM (Mul-tiscale Iterative Splitting Method).

• Testbeispiel im Bereich des Flussigkeitstransports (Transport-Reaktionsgleichung) und der elektromagnetischen Feldern (Maxwell-gleichung) und deren Kopplung, d.h. Teilchentransport in einem elek-tromagnetischen Feld.

• Programmierubungen in MATLAB.

content:

• Modellierung von elektromagnetischen Problemen und Transportpro-blemen, z.B. mittels Maxwell- und der Transport-Reaktionsgleichung.

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• Vorbereitung der theoretischen Grundlagen zur Losung der Model-lierungsgleichungen, d.h. partiellen Differentialgleichungen mit unter-schiedlichen Raum- und Zeitskalen (Einstieg in die Multiscalentheorie).

• Einfuhren und Anwenden von numerischen Losungsverfahren fur effi-zente und robuste Simulationsalgorithmen.

• Einfuhren und Anwenden von sogenannte Multiskalenlosern, z.B.HMM-Loser (Heterogeneous Multiscale Methods), mit denen die Er-gebnisse der mikroskopischen (feine Skala) und makroskopische (grobeSkala) Modelle koppeln und als Gesamtmodell losen kann.

• Einfuhrung in kommerzielle Software-Programme, wie z.B. MATLABoder Python, fur die Losung der verwendeten partiellen Differential-gleichungen.

requirements: none

recommended knowledge: Inhalte der Module Mathematik 1-3



exam: schriftlich, 60 Minuten

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2.3 141378: Computational Engineering 2:

Electrodynamics


Tafelanschriebresponsible person: Priv.-Doz. Dr. Jurgen Geiserlecturer: Priv.-Doz. Dr. Jurgen Geiserlanguage: englishHWS: 2Leistungspunkte: 3angeboten im: winter term

dates in winter term:

Vorlesung:

goals:

• Konsolidierung der Modellierung von elektromagnetischen Feldern mit-tels der Maxwellgleichung aus der Vorlesung Computational Enginee-ring 1.

• Vorbereitung der theoretischen Grundlagen zur Losung von partiellenDifferentialgleichungen.

• Kommunikation und Umsetzung von numerischen Losungsverfahren,die robust und effizient sind.

• Kommunikation und Umsetzung von sogenannten gekoppelten Verfah-ren, z.B. dem FDTD methods (Finite-Difference Time-Domain me-thods), mit dem man Zeit- und Raumdiskretisierungen koppeln kannund dadurch die Rechenzeiten verkurzt.

• Konsolidierung von Raum- und Zeitzerlegungsverfahren und deren Par-allelisierung.

• Einfuhrung in kommerzielle und akademische Simulationsprogrammezur Losung von elektrodynamischen Modellen

content:

• Herleitung der hierarchischen Modellgleichungen fur die Elektrodyna-mik (Liouville-, Boltzmann- und Maxwellgleichungen)

• Wiederholung und Konsolidierung von den numerischen Methoden furdie Maxwellgleichung, d.h. FDTD Methoden und Gebietszerlegungs-methoden.

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• Parallele Methoden im Bereich der Raum- und Zeitzerlegungsver-fahren, z.B. Schwarz-Waveform-Relaxation-Methoden und Parareal-Methoden.

• Anwendungsbeispiele im Bereich der Wellelgleichung, Dipolantenne,Fluid- und Partikel-Transport in elekromagnetischen Feldern.

• Fortgeschrittene praktische Ubungen am Rechner im Bereich derMATLAB-Programmierung.

requirements: keine

recommended knowledge:

• Inhalte der Module Mathematik 1-3

• Computational Engineering I (wunschenswert, aber nicht obligatorisch)




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2.4 141375: Computational Methods on

GPU

number: 141375teaching methods: lecture with tutorialsresponsible person: Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmannlecturer: Dr. Denis Ereminlanguage: englishHWS: 3Leistungspunkte: 4angeboten im:

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




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2.5 160228: Einfuhrung in die Biophysik

Nummer: 160228Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte Prasentation

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr. Eckhard HofmannDozent: Prof. Dr. Eckhard HofmannSprache: DeutschSWS: 6Leistungspunkte: 6angeboten im: Wintersemester

Termine im Wintersemester:

Beginn: Dienstag den 09.10.2018Vorlesung Dienstags: ab 15:15 bis 16:45 Uhr im NB 02/99Vorlesung Donnerstags: ab 14:15 bis 15:45 Uhr im NB 2/99Ubung Donnerstags: ab 16:00 bis 17:30 Uhr im NB 2/99

Ziele: Die Studierenden haben einen Uberblick uber molekulare Struktu-ren lebender Materie, sowie die Kenntnis experimenteller Methoden der Bio-physik gewonnen. Sie haben die Beschreibung von Gleichgewichten und Re-aktionen gelernt, und die Anwendung und Nutzung von Datenbanken undServern.

Inhalt: Struktur biologischer Materie: Vom Atom zum Protein:

• Spektroskopische Methoden

• Rontgenkristallographie

• Thermodynamik von Gleichgewichten und Reaktionen

• Reaktionskinetik und Elektrochemie

• Bioinformatik

Voraussetzungen: keine

Empfohlene Vorkenntnisse: Grundkenntnisse Physik


Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 4 SWS ent-sprechen in Summe 56 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 54 Stunden sindfur die Klausurvorbereitung vorgesehen.

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2.6 141367: Electromagnetic Fields


Tafelanschriebresponsible person: Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmannlecturer: Dr. Denis Ereminlanguage: englishHWS: 3Leistungspunkte: 5angeboten im: summer term


Beginn: Montag the 01.04.2019Vorlesung 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: Die Studierenden erlernen die Theorie elektromagnetischer Felderund Wellen und konnen die Techniken auf verwandte Probleme in Technikund Physik anwenden.

content:

1. Vektoren und Koordinatensysteme, krummlinige Koordinaten,Gradient, Divergenz, Rotation

2. Kronecker-Symbol, Levi-Civita-Symbol, Divergenzsatz, Satz vonStokes, Taylor-Entwicklung, Diracsche Delta-Funktion

3. Helmholtz-Theorem

4. Maxwell-Gleichungen, elektrische Ladung, elektrischer Strom, La-dungserhaltung, Elektrostatik

5. Magnetostatik

6. Faradays Gesetz

7. Verschiebungsstrom, Maxwell-Gleichungen, Vektor- und Skalar-potentiale

8. Lorenz- und Coulomb-Eichung

9. Energieerhaltung, Poynting-Theorem

10. Erhaltung des linearen Impulses

11. Flache Wellen in nicht leitfahigen Medien

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12. Eigenschaften elektromagnetischer Wellen, Polarisation

13. Green-Funktion der Wellengleichung, Gruppengeschwindigkeit

14. Zylinderformige Hohlleiter und Hohlraume

15. TM-, TE- und TEM-Wellen

16. Wellenleiter-Modi

17. Resonanzhohlraume

18. Felder und Strahlung von lokalisierten oszillierenden Quellen

requirements: none

recommended knowledge: Grundkenntnisse uber Elektromagnetik, par-tielle Differentialgleichungen und Vektorrechnung waren hilfreich.


The workload is accumulated as follows. 14 weeks with 3 HWS each corre-spond to a total of 42 hours of physical presence. For preparation of exercisesand further reading after the lectures 5 hours per week are required, accu-mulating to 70 hours. About 38 hours are required for the preparation forthe examination.


literature:

[1] Jackson, John David ”Classical Electrodynamics”, Wiley & Sons, 1998[2] Griffiths, D.J. ”Introduction to Electrodynamics”, Prentice Hall, 1999[3] Zangwill, A. ”Modern Electrodynamics”, Cambridge University Press, 2013[4] Kendall, P.C. ”Vector Analysis and Cartesian Tensors”, CRC Press, 1992

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2.7 141372: Elektromagnetische Wellen


TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDozenten: Dr. Denis Eremin

M. Sc. Michael KluteSprache: DeutschSWS: 4Leistungspunkte: 5angeboten im: Wintersemester


Beginn: Dienstag den 08.10.2019Vorlesung Dienstags: ab 10:15 bis 11:45 Uhr im ID 03/463Ubung Donnerstags: ab 10:15 bis 11:45 Uhr im ID 03/463

Ziele: Die Studierenden beherrschen die Theorie elektromagnetischer Wel-len und konnen Probleme aus dem Bereich der Hochfrequenztechnik, Photo-nik oder Plasmatechnik losen.

Inhalt: A. Elektrostatik

• Wiederholung des Coulomb-Gesetzes, der Poisson-Gleichung und desGauss-Gesetzes; Interpretation mittels Helmholtz-Zerlegungssatz furVektorfelder

• Satz von Green, Losung der Poisson-Gleichung mit Hilfe der Green-Funktion

• Laplace-Gleichung in kartesischen und spharischen Koordinaten undKugelachenfunktionen; Green-Funktion in spharischen Koordinaten,Multipol-Entwicklung

B. Magnetostatik

• Wiederholung des Biot-Savart-Gesetzes und des Durchflutungsgesetzes;Kontinuitatsgleichung, Vektorpotential und Eichtransformation

• Wiederholung des Induktionsgesetzes, Zeitableitung des Flussintegrals

C. Elektrodynamik (Grundlagen)

• Wiederholung der Maxwell-Gleichungen: Verschiebungsstrom, Kon-tinuitatsgleichung; Elektrodynamische Potentiale, Eichtransformationmittels skalarer Eichfunktion

• Coulomb und Lorenz-Eichung, skalare Wellengleichung

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• Green-Funktion der Wellengleichung, retardierte Potentiale

• d’Alembert-Losungen der Wellengleichung

• Erhaltungsgleichungen: Ladungs-, Impuls- und Drehimpulserhaltung,Poynting-Theorem

• Wiederholung: Ubergangsbedingungen an Medien und ebene Wellenin nichtleitenden Medien; Leitfahige Medien und inhomogene ebeneWellen

D. Elektrodynamik

• Polarisation elektromagnetischer Wellen, Stokes-Parameter

• Wiederholung des Superpositionsprinzips fur EM-Wellen, Phasen-/Gruppengeschwindigkeit; Wellenpakete und Ausbreitung in dispersi-ven Medien

• Wiederholung der Schwingungstypen in Wellenleitern; ZylindrischeHohl-/Wellenleiter

• Strahlung lokalisierter oszillierender Quellen, Nah- und Fernfeldnahe-rung


Empfohlene Vorkenntnisse: Contents of the Bachelor Lectures (PO 13)Mathematics 1, 2 and 3 as well as General Electrical Engineering 1, 2, 3 and4




Literatur:

[1] Panofsky, Wolfgang K. H., Phillips, Melba ”Classical Electricity and Ma-gnetism”, Dover Publications Inc., 2005[2] Heald, Mark A., Marion, Jerry B. ”Classical Electromagnetic Radiation”,Dover Publications Inc., 1995[3] Griffiths, D.J. ”Introduction to Electrodynamics”, Prentice Hall, 1999[4] Jackson, John David ”Klassische Elektrodynamik”, Gruyter, Walter deGmbH, 1988[5] Zangwill, A. ”Modern Electrodynamics”, Cambridge University Press, 2013

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2.8 148206: Exakte Methoden und Nahe-

rungsverfahren I


TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Thomas MussenbrockDozent: Prof. Dr.-Ing. Thomas MussenbrockSprache: DeutschSWS: 3Leistungspunkte: 4angeboten 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


Empfohlene Vorkenntnisse: Inhalte der Vorlesungen Mathematik 1-4

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2.9 148185: Exakte Methoden und Nahe-

rungsverfahren II

Nummer: 148185Lehrform: Vorlesungen und UbungenVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Thomas MussenbrockDozent: Prof. Dr.-Ing. Thomas MussenbrockSprache: DeutschSWS: 3Leistungspunkte: 4angeboten 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


Empfohlene Vorkenntnisse:

• Inhalt der Vorlesungen Mathematik 1-4

• Inhalt der Vorlesung Elektrische und magnetische Felder

• Grundkenntnisse der Programmierung



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2.10 141361: Felder, Wellen und Teilchen


TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDozent: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannSprache: DeutschSWS: 4Leistungspunkte: 5angeboten im: Wintersemester


Beginn: Montag den 07.10.2019Vorlesung 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


Empfohlene Vorkenntnisse: Hochfrequenztechnik


Der Arbeitsaufwand berechnet sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWSergeben 42 Stunden Anwesenheit. Es verbleiben 108 Stunden zur Vor-undNachbereitung und zur Prufungsvorbereitung.


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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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2.11 141106: freie Veranstaltungswahl

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


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 .

Zu beachten ist allerdings, dass bei Masterstudierenden in allen Falleneine Anerkennung von Fachern aus dem zugehorigen Bachelorstudiengangnur sehr eingeschrankt moglich ist.

Weiterhin ist auch der Besuch von Lehrveranstaltungen anderer Unive-ristaten moglich - z.B. im Rahmen der Kooperationsvereinbarung mit derFakultat fur Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Dortmund.

In der Fakultat wird speziell in diesem Bereich die Veranstaltung Me-thodik des wissenschaftlichen Publizierens angeboten. Im Rahmen der Ko-operation mit der TU Dortmund wird folgende Veranstaltung angeboten:Musikdatenanalyse.

Voraussetzungen: entsprechend den Angaben zu der gewahlten Veran-staltungen

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

exam: None, studienbegleitend

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

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https://www.ei.rub.de/studium/lehrveranstaltungen/747

https://www.ei.rub.de/studium/lehrveranstaltungen/747

http://www.ei.rub.de/studium/lehrveranstaltungen/785/,


2.12 141374: Fundamentals of GPU Pro-

gramming

number: 141374teaching methods: lecture with tutorialsmedia: Folienresponsible person: Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmannlecturer: Dr. Denis Ereminlanguage: englishHWS: 3Leistungspunkte: 4angeboten im: winter term


Beginn: Donnerstag the 10.10.2019Vorlesung Donnerstags: from 14:15 to 15:45 o’clock in ID 03/471Ubung Donnerstags: from 16:15 to 17:00 o’clock in ID 03/471

goals: Die Studierenden erlernen das Programmieren auf Grafikprozessoren(GPUs)

content: Zu einem bestimmten Zeitpunkt um 2003 stieg die Rechenleistungnicht auf Kosten der Taktfrequenz des Prozessors, sondern durch Erhohungder Anzahl der auf dem Prozessorchip zugewiesenen Rechenkerne. Grafikpro-zessoren (GPUs) sind die Meister dieser Computer-Hardware-Entwicklungund bieten bis zu Zehntausende einzelner Kerneinheiten. Gleichzeitig wirddas GPU-Speichersystem nicht so sehr durch die Kompatibilitatsanforderun-gen mit alteren Generationen eingeschrankt wie CPU-Speichersysteme. Des-wegen zeigen GPUs im Vergleich zu ihren alteren “Bruder” -Zentraleinheiten(CPUs) eine deutlich bessere Rohleistung der Recheneinheiten und des Spei-chersystems. Ursprunglich fur Videobearbeitungsaufgaben entwickelt, wirddie enorme Rechenleistung moderner GPUs ublicherweise zur Unterstutzungvon CPUs oder zur Losung einer Vielzahl von Rechenproblemen mit (massiv)parallelisierbaren Teilen verwendet, wodurch Teraflops-hohe Rechenleistungkann schon auf Laptop- / Desktop-Computers erzielt werden. Der vorlie-gende Kurs zeigt, wie CUDA C (Erweiterung der C-Sprache fur die GPU-Programmierung) und das entsprechende (sehr flexible!) CUDA-Laufzeit-API-Framework verwendet werden kann, um die Ausfuhrung einiger typi-scher Programmiermuster um einen Faktor von 10 oder mehr zu beschleuni-gen das der CPU. Ausgehend vom CUDA-Programmiermodell geht man zumCUDA-Ausfuhrungsmodell uber und betrachtet grundlegende konzeptionelle,Software- und Hardwareprobleme, die zum Verstandnis der Funktionsweisevon GPUs beitragen. Fallstudien zu mehreren Problemen mit massiv paral-lelen Algorithmen, die in GPUs implementiert sind, werden ebenfalls weiterausgefuhrt. Das theoretische Wissen, das in den Vorlesungen vermittelt wird,wird durch eine Vielzahl von praktischen Beispielen untermauert, an denendie Schuler zu Hause arbeiten konnen.

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requirements: none

recommended knowledge: C (Programmiersprache)




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2.13 141368: Hochfrequenztechnik

und elektrostatische Substratklemmung

fur technische Plasmen

Nummer: 141368Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: Handouts

rechnerbasierte PrasentationVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDozent: Dr. Michael KlickSprache: DeutschSWS: 2Leistungspunkte: 3angeboten im: Wintersemester und Sommersemester


Vorlesung:

Termine im Sommersemester:

Vorlesung:

Ziele: Die Vorlesung findet als Blockveranstaltung vom 12.02.-15.02.2019in Raum ID 03/401 statt.

Inhalt: Die Vorlesung wird auf Deutsch gehalten. Das Skript der Vorlesungist in Englisch und wird als Ausdruck verteilt. Notwendig: Grundlagen derE-Technik, Elektrisches und magnetische Felder. Empfohlen: “PlasmatechnikI”, Prof. Awakowicz & “Einfuhrung in die Plasmaphysik”, Prof. von KeudellErganzend: “Technische Hochfrequenzplasmen”, Dr. Schulze


Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: Blockseminar 3*7 Stunden +1*6 Stunden, ergeben in Summe 27 Stunden Anwesenheit. 63 Stunden sindfur die Vor- und Nachbereitung sowie fur die Prufungsvorbereitung vorgese-hen.


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2.14 142360: International Summer School

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

Prof. Dr.-Ing. Peter AwakowiczProfessoren der Physik

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


Vorbesprechung: Donnerstag den 04.04.2019 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


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


Der Arbeitsaufwand berechnet sich wie folgt: Die Veranstaltung findetals Blockveranstaltung an funf Tagen statt. Funf Tage zu je 8 Stunden erge-ben 40 Stunden Anwesenheit. Zur Vor- und Nachbereitung werden ebenfalls40 Stunden angesetzt. Weitere 40 Stunden sind fur die Vorbereitung einerPrasentation und fur die Vorbereitung auf die Prufung vorgesehen.

exam: Seminarbeitrag, studienbegleitend

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2.15 202620: Master-Praktikum Biomedizi-

nische Messtechnik

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



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


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


Der Arbeitsaufwand berechnet sich wie folgt: 8 Termine zu je 3 SWS ent-sprechen in Summe 24 Stunden Anwesenheit. Fur die Vorbereitung werden32 Stunden benotigt (8 Termine zu 4 Stunden). Die Ausarbeitung jedes Ter-mins benotigt 4 Stunden zusammen 32 Stunden. Die Nachbesprechung zujedem Versuch mit dem Versuchsprotokoll erfordert insgesamt 2 Stunden.

exam: Praktikum, studienbegleitend

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2.16 142101: Master-Projekt Plasmatechnik

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

Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDr. Denis Eremin

Sprache: DeutschSWS: 3Leistungspunkte: 3angeboten im: Wintersemester und Sommersemester


Vorbesprechung: Mittwoch den 09.10.2019 ab 14:15 im ID 1/136



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

Inhalt: Individuell gestaltete praktische Arbeit auf dem Gebiet der Plas-matechnik. Beispiel: Aufbau eines Praktikumsversuchs


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


Der Arbeitsaufwand berecnet sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWSergeben 42 Stunden Anwesenheit. Es verbleiben 48 Stunden zur Vor- undNachbereitung.

exam: Projektarbeit, studienbegleitend

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2.17 143283: Master-Seminar Biomedizini-

sche Anwendungen der Plasmatechnik

Nummer: 143283Lehrform: SeminarMedienform: rechnerbasierte PrasentationVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Katharina StapelmannDozent: Prof. Dr.-Ing. Katharina StapelmannSprache: DeutschSWS: 3Leistungspunkte: 3angeboten im:

Ziele: Die Studierenden haben den Umgang mit technischer und wissen-schaftlicher Literatur, Vortragsgestaltung und den sinnvollen Einsatz vonMedien erlernt. Weterhin haben sie erlernt wissenschaftliche Inhalte zu ver-mitteln und zu diskutieren.

Inhalt: Ausgewahlte Themen der aktuellen Forschung zur biomedizi-nischen Anwendung technischer Plasmen werden von Studierenden ei-genstandig erarbeitet und in Vortragen dargelegt. Die Themenfelder umfas-sen die Plasmasterilisation, die Beschichtung fur biomedizinische Zwecke unddie Plasma-Medizin mit den Schwerpunkten Behandlung von Hautkrankhei-ten, Wundheilung und den Einsatz von technischen Plasmen gegen Krebs.


Empfohlene Vorkenntnisse: Die Studierenden sollten mindestens eineder Pflichtvorlesungen des Studienschwerpunkts “Plasmatechnik” gehort unddie zugehorige Prufung bestanden haben.


Der Arbeitsaufwand berechnet sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWSergeben 42 Stunden Anwesenheit. Es verbleiben 48 Stunden zur Vor- undNachbereitung.


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2.18 143264: Master-Seminar Photonics

number: 143264teaching methods: seminarresponsible person: Prof. Dr. Martin R. Hofmannlecturer: Prof. Dr. Martin R. Hofmannlanguage: englishHWS: 3Leistungspunkte: 3angeboten im: winter term


Vorbesprechung: Mittwoch the 09.10.2019 from 13:30 in ID 04/232Seminar Mittwochs: from 10:15 to 11:45 o’clock in ID 03/455

goals:

• The students have learned how to investigate and deal with scientificinformation while acquiring presentation techniques.

• They have gained knowledge of current research activities of photonicsystems and techniques.

content: Exemplary topics are:

• Laser systems

• Optical communication

• Photonic systems

• etc.

requirements: none

recommended knowledge: Fundamental knowledge of optics.


The workload is accumulated as follows: 14 weeks with 3 HWS each cor-respond to a total of 42 hours of physical presence. 48 hours are required inpreparation for the own oral presentation.

exam: Seminarbeitrag, continual assessment

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2.19 143282: Master-Seminar

Plasma-Simulation

Nummer: 143282Lehrform: SeminarVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDozenten: Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmann

Dr. Denis EreminSprache: DeutschSWS: 3Leistungspunkte: 3angeboten im: Wintersemester


Vorbesprechung: Mittwoch den 09.10.2019 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.


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


Der Arbeitsaufwand berechnet sich wie folgt: 20 Stunden Pflichtteilnahmean festgelegten Terminen. Fur die Bearbeitung des Seminarthemas sind 50Stunden erforderlich. 20 Stunden sind fur die Vorbereitung der Prasentationund Ausarbeitung des Berichtes vorgesehen.


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2.20 143280: Master-Seminar Plasmatechnik

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

Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannSprache: DeutschSWS: 3Leistungspunkte: 3angeboten im: Wintersemester und Sommersemester


Vorbesprechung: Mittwoch den 09.10.2019 ab 14:15 im ID 1/136Seminar Freitags: ab 10:15 bis 11:45 Uhr im ID 03/401



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.Die Themen werden in Anlehnung an aktuelle Forschungsarbeiten gewahlt.

Die Studierenden nehmen an Vortragen anderer Seminarteilnehmer undWissenschaftler teil. Dies kann auch im Rahmen des in der Regel wochent-lich stattfindenden internationalen Online-Plasmaseminars geschehen, wel-ches vom Lehrstuhl AEPT organisiert wird.


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


Der Arbeitsaufwand berechnet sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWSergeben 42 Stunden Anwesenheit. Es verbleiben 48 Stunden zur Vor- undNachbereitung.

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2.21 143265: Master-Seminar Terahertz

Technology

number: 143265teaching methods: seminarresponsible person: Prof. Dr. Martin R. Hofmannlecturer: Prof. Dr. Martin R. Hofmannlanguage: englishHWS: 3Leistungspunkte: 3angeboten im: summer term


Vorbesprechung: Mittwoch the 03.04.2019 from 14:00 in ID 04/232Seminar Freitags: from 12:15 to 13:45 o’clock in ID 03/463

goals:

• The students have learned how to investigate and deal with scientificinformation while acquiring presentation techniques.

• They have gained knowledge of current research activities of THz tech-nology.

content: Exemplary topics are:

• THz sources

• THz systems

• THz spectroscopy

• etc.

requirements: none


The workload is accumulated as follows: 14 weeks with 3 HWS each cor-respond to a total of 42 hours of physical presence. 48 hours are required inpreparation for the own oral presentation.

exam: Seminarbeitrag, continual assessment

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2.22 140003: Master-Startup ETIT

Nummer: 140003Lehrform: BeliebigVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Thomas MuschDozenten: Dr.-Ing. Christoph Baer

M. Sc. Birk HattenhorstSprache: DeutschSWS: 2Leistungspunkte: 1angeboten im: Wintersemester und Sommersemester


Beginn: Mittwoch den 16.10.2019Tutorium Mittwochs: ab 15:00 bis 17:00 Uhr im ID 04/413


Beginn: Mittwoch den 10.04.2019 ab 15:00 bis 16:00 Uhr im ID 04/413Tutorium Mittwochs: ab 15:00 bis 17:00 Uhr im ID 04/413

Ziele: Die Studierenden haben eine Erleichterung des Einstiegs in das Stu-dium; die Studierenden sind untereinander vernetzt und haben Einsicht inBerufsbilder, Karrieremoglichkeiten etc.

Inhalt: Studienbegleitende Informationen, Exkursionen, Vortrage etc.Programm SoSe 2019:10.4.19 Einfuhrung17.4.19 RUB Wie geht das24.4.19 Planetarium “Faszination Radio Astronomie”8.5.19 Blue Square: Optimierung von 3D Druck durch KI15.5.19 Vorstellung Fachschaftsrat ETIT17.5.19 Exkursion R&S22.5.19 Vorstellung IEEE SIGHT29.5.19 Exkursion Bergbaumuseum05.6.19 Vorstellung der VDE HSG /EWS18.6.19 Exkursion FHR19.6.19 Rubissimo26.6.19 “Dos and Don’ts” in mundlichen PrufungenWeitere Infos im Moodle Kurs “Master Start UP ETIT”


Es handelt sich um eine freiwillige Zusatzveranstaltung. Es kann 1 LP(Anerkennung als freies Wahlfach) erworben werden.

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2.23 144101: Masterarbeit ETIT

Nummer: 144101Lehrform: MasterarbeitVerantwortlicher: Studiendekan ETITDozent: Hochschullehrer der Fakultat ET/ITSprache: DeutschLeistungspunkte: 30angeboten im: Wintersemester und Sommersemester


Abschlussarbeit: nach Absprache


Abschlussarbeit: nach Absprache

Ziele: Die Teilnehmer sind mit Arbeitsmethoden der wissenschafltichenForschung und der Projektorganisation vertraut. Ihre fortgeschrittenenKenntisse und Arbeitsergebnisse konnen sie verstandlich prasentieren.

Inhalt: Weitgehend eigenstandige Losung einer wissenschaftlichen Aufgabeunter Anleitung. Prasentation der eigenen Ergebnisse der Masterarbeit.

Voraussetzungen: siehe Prufungsordnung

Empfohlene Vorkenntnisse: Vorkenntnisse entsprechend dem gewahltenThema erforderlich


6 Monate Vollzeittatigkeit

exam: Abschlussarbeit, studienbegleitend

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2.24 141362: Modellierung technischer Plas-

men


TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDozent: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannSprache: DeutschSWS: 4Leistungspunkte: 5angeboten im: Sommersemester


Beginn: Freitag den 05.04.2019Vorlesung Freitags: ab 12:15 bis 13:45 Uhr im ID 03/471Ubung Freitags: ab 14:15 bis 15:45 Uhr im ID 03/471

Ziele: Die Studierenden haben Einblick in die Vielzahl der zur Verfugungstehenden Plasmamodelle und sind in der Lage, das fur ihren Zweck jeweilsgeeignete 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.


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• Grundlagen der Plasmatechnik

• Vorlesung: ’Felder, Wellen, Teilchen




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2.25 141105: Nichttechnische Veranstaltun-

gen

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


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 gibt es verschiedene spezielle Englischkurse: Es wird einKurs Technisches Englisch fur Bachelorstudierende der Fakultat angeboten.Außerdem wird ein weiterfuhrender Englischkurs Projects and managementin technical contexts fur Masterstudierende angeboten. Schließlich richtetsich der allgemeine Kurs Engineer your careers an Bachelor- und Masterstu-dierende.

Aus anderen Bereichen gibt es folgende Kurse:

Der Ingenieur als Manager

Angewandte Methoden zur Trendforschung und Ideenfindung .

Methods and Instruments of Technology Management

Scientific Working

Im Zusammenhang mit dem Thema “Existenzgrundung” gibt es folgen-den Kurs:

Coaching fur Existenzgrunder

Unsicherheitserfahrung und Bewaltigungsstrategien im unterneh-merischen Kontext – Simulationsbasierte Lernansatze

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

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https://www.ei.rub.de/studium/lehrveranstaltungen/735/







http://www.wiwi.ruhr-uni-bochum.de/zfoeb/lehre/coaching/index.html.de

http://www.apf.rub.de/aup/forschung/projekte/instudies0417-0920.html.de

http://www.apf.rub.de/aup/forschung/projekte/instudies0417-0920.html.de


BWL: https://www.wiwi.ruhr-uni-bochum.de/zfoeb

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

Recht: https://zrsweb.zrs.rub.de/institut/qzr/

Schreibzentrum: https://www.zfw.rub.de/sz/ (z.B. Vorberei-tung auf die Abschlussarbeit )

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


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

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https://www.wiwi.ruhr-uni-bochum.de/zfoeb

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

https://zrsweb.zrs.rub.de/institut/qzr/

https://www.zfw.rub.de/sz/

http://www.sz.ruhr-uni-bochum.de/angebote/studierende/seminare/abschluss_nw.html

http://www.sz.ruhr-uni-bochum.de/angebote/studierende/seminare/abschluss_nw.html


2.26 141370: Numerical Plasma Simulation

number: 141370teaching methods: lecture with tutorialsmedia: rechnerbasierte Prasentationresponsible person: Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmannlecturer: Dr. Efe Kemanecilanguage: englishHWS: 3Leistungspunkte: 4angeboten im: winter term


Beginn: Mittwoch the 09.10.2019Vorlesung Mittwochs: from 11:15 to 12:45 o’clock in ID 04/413Ubung Mittwochs: from 13:00 to 13:45 o’clock in ID 04/413

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++ and MATLAB simulation programs to familiari-se themselves with the numerical and computational aspects of the subjectmatter.

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.

The course is provided as a combination of a regular course and one weekof block course.

requirements: none

recommended knowledge: Basic knowledge of C/C++ or MATLAB andplasma physics.




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2.27 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: 3Leistungspunkte: 4angeboten im:

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


Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWS ent-sprechen in Summe 42 Stunden Anwesenheit. Fur die Nachbereitung der

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Vorlesung 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.


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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2.28 148230: Physik und Technik von Licht-

quellen

Nummer: 148230Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte PrasentationVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Peter AwakowiczDozent: Prof. Dr. Klaus GuntherSprache: DeutschSWS: 3Leistungspunkte: 4angeboten im:

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.

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

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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


Empfohlene Vorkenntnisse: Grundlagen der Plasmatechnik




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2.29 141373: Plasma Chemistry


Tafelanschriebresponsible person: Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmannlecturer: Dr. Efe Kemanecilanguage: englishHWS: 3Leistungspunkte: 4angeboten im: summer term


Vorbesprechung: Dienstag the 02.04.2019 from 16:15 in ID 1/136Vorlesung Dienstags: from 16:00 to 18:00 o’clock in ID 1/136

goals: An introduction to the plasma chemistry is the main objective ofthe course within the following aspects:

(1) Understanding of the plasma and the chemical interaction within

(2) Modelling and simulations of the plasma with a focus on thechemical description

content:

(1) Basic concepts of plasma and plasma chemistry

(2) Chemical Kinetics and Thermodynamics

(3) Elementary chemical processes in plasma

(4) Kinetic plasma description

(5) Plasma-surface reactions

(6) Modelling approaches and numerical methods for plasma andplasma chemistry

requirements: none

recommended knowledge:

• Fundamentals of plasma physics

• Working knowlegde of Matlab (or C, C++, Fortran and Octave)

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The workload is accumulated as follows. 14 weeks with 3 HWS each corre-spond to a total of 42 hours of physical presence. For preparation of exercisesand further reading after the lectures 5 hours per week are required, accu-mulating to 70 hours. About 38 hours are required for the preparation forthe examination.


literature:

[1] Smirnov, Boris M. ”Physics of Ionized Gases”, Wiley & Sons, 2001[2] Lichtenberg, Allan J., Lieberman, Michael A. ”Principles of Plasma Dischar-ges and Materials Processing”, Wiley-Interscience, 1994

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2.30 141281: Plasmamedicine

number: 141281teaching methods: lecture with tutorialsmedia: rechnerbasierte Prasentationresponsible person: Prof. Dr.-Ing. Peter Awakowiczlecturer: Jun. Prof. Dr. Andrew R. Gibsonlanguage: englishHWS: 3Leistungspunkte: 4angeboten im: summer term


Beginn: Freitag the 05.04.2019Vorlesung Freitags: from 10:15 to 11:45 o’clock in ID 04/445

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

content: Ein relativ junges Forschungsgebiet der Plasmatechnik ist diePlasmamedizin. Diverse Anwendungen werden zurzeit international unter-sucht, darunter die Wundheilung, Krebstherapie und Zahnmedizin. Dabeispielt die Wechselwirkung zwischen Plasma und biologischem Material ei-ne entscheidende Rolle. Die Vorlesung nimmt diese neue Forschungsrichtungauf und erlautert die wichtigsten biologischen und medizinischen Grundbe-griffe, sowie die derzeit wesentlichen medizinischen Anwendungen. FolgendeGliederung liegt der Vorlesung zugrunde:

1. Grundlagen Plasma, insbesondere Atmosparendruckplasmen

2. Plasmaquellen fur die Plasmamedizin

3. Bestandteile des Plasmas, Wirkmechanismen

4. Einfluss von Plasma auf Eukaryonten

5. Sicherheitsaspekte, klinische Studien

6. Plasma zur Unterstutzung der Wundheilung

7. Plasma gegen Krebs

8. Plasma in der Zahnmedizin

9. Limitationen

requirements: keine

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recommended knowledge: keine




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2.31 141363: Plasmarandschichten


TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDozent: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannSprache: DeutschSWS: 3Leistungspunkte: 4angeboten im: Wintersemester


Beginn: Dienstag den 08.10.2019Vorlesung 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


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


Der Arbeitsaufwand errechnet sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWSergeben 42 Stunden Anwesenheit. Es verbleiben 78 Stunden zur Vor- undNachbereitung, sowie zur Prufungsvorbereitung.

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2.32 141290: Plasmaspektroskopie

Nummer: 141290Lehrform: Vorlesungen und UbungenVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Peter AwakowiczDozenten: Prof. Dr.-Ing. Peter Awakowicz

M. Sc. Marcel FiebrandtSprache: DeutschSWS: 4Leistungspunkte: 5angeboten im: Sommersemester


Beginn: Montag den 01.04.2019Vorlesung Montags: ab 08:15 bis 09:45 Uhr im ID 04/401Ubung Freitags: ab 08:15 bis 09:45 Uhr im ID 03/401

Ziele: Die Studierenden haben Interesse an der Plasmadiagnostik mittelsoptischer Emissionsspektroskopie. Sie sind in der Lage beschreibende Pa-rameter des Plasmas mittels optischer Spektren zu bestimmen, sowie dieGrenzen und Genauigkeiten der verwendeten Modelle und Messgerate auf-zuzeigen.

Inhalt: Die Vorlesung bietet einen anwendungsorientierten Einstieg in diePlasmaspektroskopie und lasst sich in drei Bereiche unterteilen. Zunachstwerden die theoretischen Grundlagen der Atomenphysik, ausgehend vomBohr-Modell hin zur Schrodinger-Gleichung, behandelt, um die Zustande undElektronenubergange in einem Atom beschreiben zu konnen. Anschließendwerden die komplexeren zweiatomigen Molekule behandelt. Mit Hilfe an-schaulicher Modelle wird beschrieben, wie und warum sich die Spektren vonAtomen und Molekulen unterscheiden und welche Eigenschaften sich aus denSpektren ableiten lassen. Im zweiten Teil werden die verschiedenen Bauteileund Bauarten von Spektrometern erortert. Neben den grundsatzlichen Kon-zepten der Wellenlangenaufspaltung soll darauf eingegangen werden, wie sichdie Auflosung von Spektrometern durch verschiedene Bauweisen beeinflussenlasst. Weiterhin wird die Wellenlangen-, sowie die relative und absolute Ka-librierung der Spektrometer behandelt und welche Probleme dabei auftretenkonnen. Im letzten Teil wird anhand von Beispielen aus Niederdruckplasma-reaktoren gezeigt, wie Plasmaeigenschaften aus Spektren abgeleitet werdenkonnen. Es werden die Gastemperatur, Elektronentemperatur, Elektronen-dichte, Neutral- und Radikaldichten bestimmt.



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• Grundlagen der Physik

• Grundlagen der Mathematik




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2.33 141283: Plasmatechnik 1

Nummer: 141283Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: Folien

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

M. Sc. Moritz OberbergSprache: DeutschSWS: 4Leistungspunkte: 5angeboten im: Wintersemester


Beginn: Mittwoch den 09.10.2019Vorlesung Mittwochs: ab 08:30 bis 10:00 Uhr im ID 04/401Ubung Donnerstags: ab 08:15 bis 09:45 Uhr im ID 03/411

Ziele: Die Studierenden haben Interesse an plasmatechnischen Verfahrenund Technologien. Sie sind in der Lage grundsatzliche physikalische Uber-legungen in Anwendung auf technologische Probleme aufzeigen, sowie dieQuantifizierbarkeit einfacher technologischer Aufgabenstellungen zu erortern.

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.

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



• Grundlagen der Physik

• Schulchemie

• Grundlagen der Mathematik




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2.34 141284: Plasmatechnik 2


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

Patrick HermannsSprache: DeutschSWS: 4Leistungspunkte: 5angeboten im: Sommersemester


Beginn: Mittwoch den 03.04.2019Vorlesung Mittwochs: ab 10:15 bis 11:45 Uhr im ID 03/463Ubung Donnerstags: ab 08:15 bis 09:45 Uhr im ID 03/463

Ziele: Die Studierenden haben Verstandnis fur die mathematische Be-schreibung plasmaphysikalischer Abscheideprozesse und sind dadurch in derLage, reale Prozesse grundsatzlich zu verstehen, die Abhangigkeit von denwesentlichen Parametern zu erkennen und Uberlegungen zur sinnvollen Aus-legung weiterer Prozesse anzustellen.

Inhalt: Die ’Plasmatechnik 2’ 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.

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• Plasmatechnik 1

• Plasmaoberflachenwechselwirkung (Prof. v. Keudell / Physik)

• Grundlagen der Chemie




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2.35 141364: Plasmatechnik in der

Halbleiter- und Mikrosystemtechnik

Nummer: 141364Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: rechnerbasierte PrasentationVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDozent: Dr. Michael KlickSprache: DeutschSWS: 3Leistungspunkte: 4angeboten im: Wintersemester und Sommersemester


Beginn:

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

Inhalt:

1. ** Allgemeine Einfuhrung **

• Halbleitermarkt

• Die Top-Plasma-Ausruster

• Analyse und Kontrolle der Herstellungskosten

• Anforderungen und Schlussfolgerungen fur zukunftige Plas-maanlagen

2. ** Grundlagen der Plasmaphysik **

• Plasma - Der vierte Zustand der Materie

• Plasma und externes Magnetfeld

• Kurze Charakterisierung von nicht-thermischem Plasma

• Die Mechanismen in der DC-Entladung

• RF-Entladung

• CCP-kapazitiv gekoppeltes Plasma

• Induktiv gekoppeltes Plasma

• Remote und gepulste Plasmen

• HF-Leistung im Plasma

• Plasmaprozesskontrolle in der Fab

• Methoden der Plasmadiagnostik

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3. ** Plasmaatzwerkzeuge **

• Der Plasmaprozess Uberblick - Reaktortypen, KlassischerParallelplattenreaktor

• Kapazitiv gekoppelter Plasmareaktortyp (RIE)

• Typische Parameter fur RIE, Kontrolle von Schuttgut undHulle durch Verlustleistung

• Grundatzen im MERIE-Reaktortyp

• Ansatz fur Zweifrequenzreaktoren

• Ansatz und Prinzip von ICP / TCP R©• Vergleich des Kammertyps; Prozessanforderungen und -

ausrustung, gemeinsame Materialien und entsprechendesAtzgas

• Etch-Chemie

• Sputtern

4. ** Prinzip der Dunnfilmabscheidung, PVD & CVD: Sputterde-position **

• Die plasmaunterstutzte Abscheidung

• Nitridierung

5. ** Prozess **

• Grundmechanismen: Plasmaprozesse

• Die Komplexitat der Plasmabearbeitung

• Mechanismus von Plasmaprozessen

• Einschrankungen von Plasmaprozessen

• Gasheizung

• PECVD: Oberflachen- und Volumenreaktionen

• Konditionierung

• Chamber Design

• Bogen und Partikel

• Kostenkontrolle durch Qualitats- und Prozessmanagement


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

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

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2.36 141285: Writing particle based simulati-

on codes: from electron swarms to radio-

frequency-plasmas

number: 141285teaching methods: lecture with tutorialsresponsible person: Prof. Dr.-Ing. Peter AwakowiczLecturers: Dr. Julian Schulze

Dr. Zoltan Donkolanguage: englishHWS: 3Leistungspunkte: 4angeboten im: winter term


Vorlesung: Montag the 16.03.2020Vorlesung: Dienstag the 17.03.2020Vorlesung: Mittwoch the 18.03.2020Vorlesung: Donnerstag the 19.03.2020Vorlesung: Freitag the 20.03.2020Vorlesung: Montag the 23.03.2020Vorlesung: Dienstag the 24.03.2020Vorlesung: Mittwoch the 25.03.2020Vorlesung: Donnerstag the 26.03.2020Vorlesung: Freitag the 27.03.2020

goals:

• Die Studierenden haben die einzelnen Bestandteile eines kinetischenSimulationscodes fur RF-Plasmen verstanden.

• Die Studierenden haben einen eigenen Code zur Simulation der Bewe-gung geladener Teilchen in einem RF-angeregten Plasma entwickelt.

content: Das Ziel der Vorlesung ist eine Einfuhrung in die Grundlagenund die Programmierung von Simulationen von Niedertemperaturplasmen,die auf der Nachverfolgung der Bewegung von Ladungstragern in elektrischenFeldern basieren. Die Teilnehmer werden ihren eigenen Code entwickeln. DieAktivitaten beginnen mit der numerischen Nachverfolgung von Teilchentra-jektorien in homogenen elektrischen Feldern und der Beschreibung von Stoß-prozessen zwischen Ladungstragern und Hintergrundatomen des Neutralga-ses. Die Berechnung von Transportkoeffizienten und Geschwindigkeitsvertei-lungsfunktionen wird adressiert. Danach entwickeln die Teilnehmer Schrittfur Schritt ihren eigenen selbstkonsistenten Simulationscode, der Elektronenund Ionen vor einem Neutralgas-Hintergrund und in einem Radio-Frequenz

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elektrischen Feld nachverfolgt. Dieser Code erlaubt den Teilnehmern die Be-rechnung grundlegender Plasmaparameter wie orts- und zeitaufgeloste Teil-chendichten und Verteilungsfunktionen.

recommended knowledge: Programmierkenntnisse in C. Zur Uber-prufung, ob ausreichende Kenntnisse vorhanden sind, mussen die Teilnehmervorab eigenstandig eine Testaufgabe gelost haben. Weitere Informationen da-zu finden Sie im Bereich Sonstiges.


Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: Blockveranstaltung 10 Tage a8 Stunden, ergibt in Summe 80 Stunden. Fur die Nachbereitung der Vorle-sung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 15 Stundenerforderlich. Etwa 25 Stunden sind fur die Prufungsvorbereitung vorgesehen.

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2.37 141131: Systeme der Hochfrequenztech-

nik

Nummer: 141131Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: Folien

TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Ilona RolfesDozenten: Prof. Dr.-Ing. Ilona Rolfes

M. Sc. Christoph DahlM. Sc. Jochen Jebramcik



Beginn: Montag den 01.04.2019Vorlesung Montags: ab 10:15 bis 11:45 Uhr im ID 04/401Ubung Mittwochs: ab 10:15 bis 11:45 Uhr im ID 03/445

Ziele: Die Studierenden haben ein vertieftes Verstandnis fur hochfrequen-te Phanomene sowie die quantitative Darstellung der Wellenausbreitung inRaum und Zeit erlangt. Ausgehend von den Maxwell‘schen Gleichungen wirdzunachst die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen und darauf folgend de-ren Erzeugung und Abstrahlung behandelt. Die Studierenden haben erweiter-te Kenntnisse uber Bauelemente und Schaltungen der Hochfrequenztechnik.Es werden Methoden zur Analyse und zum Entwurf hochfrequenter Syste-me beherrscht und Beispielen aus der Kommunikationstechnik, der Radar-,Mess- und Sensortechnik sowie der Medizintechnik sind bekannt.

Inhalt: In der Vorlesung werden die folgenden Themen behandelt:

• Passive und aktive Bauelemente und Schaltungen der Hochfrequenz-technik

• Ausbreitung elektromagnetischer Wellen

• Erzeugung und Abstrahlung elektromagnetischer Wellen

• Antennen

• Analyse und Entwurf hochfrequenter Systeme

• Vorstellung hochfrequenter Systeme aus den Bereichen der Kommuni-kationstechnik, der Radar-, Mess- und Sensortechnik sowie der Medi-zintechnik

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Empfohlene Vorkenntnisse: Inhalte der Vorlesung “Grundlagen derHochfrequenztechnik”




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2.38 141366: Technische Hochfrequenzplas-

men


TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Peter AwakowiczDozenten: Dr. Julian Schulze

M. Sc. Birk-Soren BergerM. Sc. Moritz OberbergM. Sc. Stefan Ries



Beginn: Dienstag den 02.04.2019Vorlesung Dienstags: ab 10:15 bis 11:45 Uhr im ID 03/401Ubung Mittwochs: ab 12:15 bis 13:45 Uhr im ID 03/401

Ziele: Die Studierenden beherrschen die theoretischen Grundlagen zur Be-schreibung von Transport, Randschicht, Heizungsmechanismen und Gleich-gewichtskonzepten in technischen Hochfrequenzplasmen. Sie kennen verschie-dene Typen technischer HF Plasmen (Kapazitive und Induktive Radio-Frequenz Plasmen) und verstehen deren Funktionsweisen und industrielleAnwendungen.

Inhalt:

• Einfuhrung

• Grundlagen

• Transport

• Randschichtmodelle

• Heizungsmechanismen

• Gleichgewichtskonzepte

• Kapazitive Radio-Frequenz Plasmen

• Induktive Radio-Frequenz Plasmen

• Anwendungen

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Empfohlene Vorkenntnisse: Inhalte der Bachelor-Vorlesungen Mathe-matik 1, 2, 3, Allgemeine Elektrotechnik 1, 2, 3, 4, Elektrophysik, sowie derMaster-Vorlesung Plasmtechnik 1


Der Arbeitsaufwand errechnet sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWSergeben 42 Stunden Anwesenheit. Es verbleiben 108 Stunden zur Vor- undNachbereitung, sowie zur Prufungsvorbereitung.


Literatur:

[1] Braithwaite, Nick, Chabert, Pascal ”Physics of Radio-Frequency Plasmas”,Cambridge University Press, 2011[2] Lichtenberg, Allan J., Lieberman, Michael A. ”Principles of Plasma Dischar-ges and Materials Processing”, Wiley-Interscience, 1994

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2.39 141371: Theoretische Methoden der

Elektrotechnik

Nummer: 141371Lehrform: Vorlesungen und UbungenMedienform: TafelanschriebVerantwortlicher: Prof. Dr. Ralf Peter BrinkmannDozenten: Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmann

Dr. Denis EreminSprache: DeutschSWS: 3Leistungspunkte: 4angeboten im:

Ziele: Die Studierenden kennen die wichtigen Konzepte der TheoretischePhysik, die der Beschreibung technisch-physikalischer Systeme zugrunde lie-gen und konnen diese auf konkrete Problemstellungen anwenden.

Inhalt:

• Vektorraume, Kronecker-Symbol, Levi-Civita-Symbol, Bewegung einesMassenpunktes, Newtonsche Gesetze, Galilei-Transformation, Arbeitund Energie

• Systeme von mehreren Massenpunkten

• Prinzip der stationaren Wirkung, Hamiltonsches Prinzip, Zwangs-bedingungen, generalisierte Koordinaten, Variationen, Lagrange-Gleichungen

• Forminvarianz der Lagrange-Gleichungen, Einfache Anwendungen

• Lagrange-Gleichungen, allgemeine Zwangsbedingungen, Lagrange-Multiplikatoren, Symmetrien, Erhaltungssatze

• Noether-Theorem, Erhaltungssatze, Hamilton-Funktion

• Legendre-Transformation, Hamiltonsche Gleichungen, Prinzip der sta-tionaren Wirkung im Phasenraum

• Beispiele

• Dimensionsanalyse, Pi-Theorem, Beispiele

• Skalenanalyse, Beispiele


Empfohlene Vorkenntnisse: Inhalte der Bachelor-Module Mathematik1, 2, 3 und 4, Allgemeine Elektrotechnik 1, 2, 3 und 4, sowie Physik

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Literatur:

[1] Logan, J. David ”Applied Mathematics”, Wiley-VCH, 2013[2] Kuypers, F ”Klassische Mechanik”, Wiley-VCH, 1997[3] Landau, L.D. ”Mechanik”, Harry Deutsch, 1997[4] Rebhan, Eckhard ”Theoretische Physik 1”, Spektrum Akademischer Verlag,1999[5] Dreizler, Reiner M., Ludde, Cora S. ”Theoretische Physik 1 - TheoretischeMechanik”, Springer, 2008[6] Schilcher, Karl ”Theoretische Physik kompakt”, De Gruyter OldenbourgVerlag, 2015[7] Schilcher, Karl ”Theoretische Physik kompakt fur das Lehramt”, Olden-bourg, 2010[8] Rebhan, Eckhard ”Theoretische Physik: Mechanik”, Springer, 2006

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Master Studiengang Elektrotechnik und Informations- technik fileErl auterung zum Wahlp ichtbereich des Studiengangs Bei dem Wahlp ichtbereich handelt es sich jeweils um einen " Modulkorb\,