Materialwissenschaften

Beschreiben sie das Grundprinzip von SIMS. Welche Informationen kann man damit gewinnen

Nennen Sie jeweils zwei Vor und Nachteile von physikalischen Schichtabscheideverfahren gegenüber chemischen Verfahren

Wie funktioniert ein Diagnostikverfahren, dass in Transmission arbeitet ? Nennen Sie ein Beispiel.

Diagnostikverfahren können nach der Anregung und Informationsgewinnung klassifiziert werden. Tragen Sie folgende Verfahren in die Tabelle ein.

Sie haben folgende drei Aufgaben zu lösen. Wählen Sie für jede dieser Aufgabe ein geeignetes Diagnostikverfahren aus.
1. Untersuchung zur Diffusion von Dotieratomen in Silizium.
2. Bestimmung der Breite des Gates (~180nm) eines Fet´s
3. Kristallographische Perfektion einer 10nm dicken, vergrabenen SiGe_ Schicht

Nennen Sie je einen Vorteil und einen Nachteil beim Einsatz von Plasmaanregung bei CVD - Verfahren im Vergleich zu thermischen Anregung

Reflexion, Transmission und Beugung.. Erklärung

Ferroelektrika

Fermi-Dirac Statsik

Dielektrika

Polymorphie/Polytypie

Diffusion

Ideale Gase

Bravisgitter Packungsfaktor
Millersche Indizes

Wie bezeichnet man feste Materialen,bei denen die Atome eine Nahordnung in ihrer unmittelbaren Nachbarschaft aufweisen und es außerdem eine Fernordnung gibt?
Nennen Sie ein Beispiel für derartige Materialen

Was versteht man unter dem Massedefekt beim Aufbau einzelner Atome?

Wie ist die Elektronenkonfiguration von Sauerstoff 16 O
8

Welche Bindungsform sorgt für die Struktur von Eis ?

Eine Verbindung mit der Stöichiometrie AB2 besteht aus den Atomsorten A und B. Dabei ist ein Atom der Sorte A nur halb so schwer wie ein Atom der Sorte B. Geben sie den Zusammensetzung in Masse % A und Masse % B an.

Wie viele Atome gehören zu einer kubisch-raumzentrierten Elementarzelle?

Erläutern Sie den Zusammenhang zwischen der Korngröße und der Festigkeit polykristalliner Materialien!

Die sieben Kristallsysteme

Wie groß ist die mittlere freie Weglänge für Elektronen mit einer Energie von 0,5 keV in Silizium?
1. wenige nm
2. etwa 100 nm
3. mehr als 1 pm

Wir untersuchen ein Material mit Hilfe von XPS.
a) Was wird bei diesem Verfahren detektiert?
b) aus welchem Bereich der Probe erhalten wir die Information?

Wie hängt das Benetzungsverhalten beim Wachstum dünner Schichten mit den Oberflächenenergien zusammen?

Warum nimmt der elektrische Widerstand von Metallen mit steigender Temperatur zu ?

Was beschreibt den Zusammenhang zwischen elektrischer Leitfähigkeit und Wärmeleitung bei Metallen?

Aus welchen Elementen setzt sich Bronze zusammen ?

Nennen Sie ein Beispiel für aktiven Korrosionsschutz

Bennen Sie die magnetischen Eigenschaften von Nickel unterhalb und oberhalb der Curie- Temperatur.

Was wissen Sie über die Größe der Koerzitivfeldstärke bei hartmagnetischen Werkstoffen im Vergleich zu weichmagnetischen?

In welcher Materialgruppe ist die Permeabilität p keine Konstante, sondern eine Funktion des magnetischen Feldes?

Welche Form der Polarisation kann in Wasser auftreten?

Wie groß ist die Bandlücke für Dielektrika (Zahlenwert und Maßeinheit)?

Was wissen Sie über das Verhältnis von freien Löchern zu freien Elektronen eines undotierten Halbleiters?

Was sind Akzeptoren im Silizium und welche Rolle spielen sie?
Nennen Sie einen typischen Akzeptor in Silizium!

Skizzieren Sie einen Typ 1, 2 und 3 Heteroübergang zwischen zwei Halbleitern

Unter welchen Voraussetzungen findet ein Ladungsträgertransport im Halbleiter auch ohne äußeres elektrisches Feld statt und wie bezeichnet man diesen Strom?

Wie verändert sich der Radius eines Kaliumatoms, wenn es zu einem Kation wird?

Warum ist es auch theoretisch unmöglich durch die Kernspaltung von Kaliumatomen
39K
19
Energie zu gewinnen

Wozu wird der radioaktive Zerfall von 14
C
Atomen häufig benutzt?

Was ist das Besondere in der Elektronenkonfiguration der Metalle der seltenen Erden (Lanthanoide)?

Nennen Sie ein Beispiel für eine stabil existierende Verbindung mit ionischen Bindung.

Was ist der Grund dafür, dass ein Wassermolekül nicht linear sondern gewinkelt (104°) ist?

Nennen Sie einen typischen Druckwert, der als Hochvakuum bezeichnet wird?

Nennen Sie eine materialspezifische Voraussetzung, die erfüllt sein muss, damit man epitaktisches Wachstum für eine dünne Schicht erhält.

Beweglichkeit von Elektronen in Silizium beträgt 1430 cm²/Vs, die von Elektronen in Kupfer dagegen nur 32 cm²/Vs. Warum hat Kupfer trotzdem eine bessere Leitfähigkeit als Silizium?

Kupfer und Nickel sind isomorph ineinander mischbar. Skizzieren sie den elektrischen Widerstand eines Mischkristallen der Form Cu(1-x) Ni(x) als Funktion von x.

Was wird durch die Einführung der effektiven Masse berücksichtigt?

Welche Parameter bestimmen die Beweglichkeit von Elektronen in einem bestimmten Material.

Zwei Grundannahmen des Drude-Modells!

Welches Material wurde 1911 als Supraleiter entdeckt?

Was wird als Zeeman Effekt bezeichnet?

Zeichnung elastische rückgesteurte Elektronen

Welches Verfahren für Breite von Leiterbahnen in einem modernen Prozessorchip (<100nm) exakt bestimmen können.

Welche Bedingung muss erfüllt sein, damit man mit dem TEM sinnvoll eine Probe untersuchen kann?

Nennen sie einen direkten Halbleiter und indirekten.

Wie wirken Donatoren in einem Halbleiter? Nennen sie einen typischen Donator für Silizium.

Widerstand von n und p-dotiertem Silizium bei gleichhoher Dotierung und gleicher Temperatur

Zu welchem kubischen BRAVIAS-Gitter gehören 4 Atome?

Wie wird der rein geometrische Faktor bezeichnet, der in Ionenkristallen auch den Einfluss von weiter entfernten Ionen berücksichtigt?

Größte Packungsdichte bei Kristallgittern.

Was bedeutet anisotrop bei Kristallen ?

Was wird in der Kristallographie als Polymorphie bezeichnet?

Was beschreibt die Bragg-Beziehung
wofür ist sie hilfreich?

Was bedeutet das Hook´sche Gesetz?

Welche Polarisationsform tritt bei unpolaren Substanzen als einzige auf?

Was bedeutet "Bohrsches Magneton"?

Warum bricht eine Si(100)- Scheibe überwiegend in rechteckige Stücke? Welches Grundphänomen kristalliner Materialen spielt hier eine Rolle?

Was beschreibt die sogenannte Balmer-Serie?

Nennen sie den Zusammenhang von elektrischer Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit.

Was kann mittels Messung durch Hall-Sonde bestimmt werden?

Wie funktioniert XPS und was kann damit ermittelt werden?

Welches Element hat die größte Leitfähigkeit?
1. Silber
2. Gold
3. Kupfer

Alle Quantenzahlen.

Ordnungszahl Z
Massezahl A

Korrosionsschutz

Phasendiagramm

Phasendiagramm co2

1.Diamagnetismus
2. Paramagnetismus
3. Ferromagnetismus
4. Ferrimagnetismus

Chemische Bindung

Woraus besteht Stahl?

Verfahren zu Bestimmung der Härte von Werkstoffen.

Was versteht man unter der Rumanenzmagnetisierung?

Die Bravais Gitter

Wie groß ist die Bandlücke für Dielektrika?

Was beschreibt die Curie- Temperatur?

Was besagt das Pauli- Prinzip?

Was besagt die Hund´sche regel

Was ist der Zusammenhang zwischen der elektrischen Leitfähigkeit und Atomen Verunreinigung im Metall?

Warum gibt es kein Krypton- Molekül?

Was beschreibt die Poissonzahl?

Nennen sie je zwei Elemente mit folgenden Eigenschaften.
1. Metallisch
2. Halbleitend
3. Isolierend

Kleine Einheit aus der Kristall peridoisch aufgebaut sein kann?

Was für ein Basisdruck sollte in einer Molekularstrahl-Epitaxieanlage normalerweise herrschen? Nennen sie den Namen des notwendigen Druckbereiches und geben sie einen Zahlwert mit entsprechender Einheit dazu an.

Zusammenhang zwischen der Diffusion in Festkörpern und Punktdefekten?

Was passiert mit einem Magnetfeld, in das dia-/paramagnetische Materialien eingebracht werden

Was ist die Grundgleichung aller Röntgenverfahren? Auf welchen physikalischen Effekt beruht sie?

Warum gibt es Halbleiterlaser aus Galiumnutrid, jedoch keine aus Si?
Welcher fundamentale Unterschied zwischen beiden Materialien ist dafür verantwortlich?

Worin besteht der Unterschied zwischen 13C und 14C? Mit welchem Begriff wird dieser Unterschied bezeichnet.

Elektronegativitätswerte betragen für folgende Elemente:
Kohlenstoff = 2,5 Wasserstoff = 2,1
Fluor = 4,0

CH = ?
HF= ?

Hybridorbitale

Was waren die Grundprinzipien des Atommodells von Rutherford?

Welche Kritik gab es am Rutherford´schen Atommodell?

Was versteht man unter den Begriffen Homo- und Heteroepitaxie?

Amorphe und Kristalline Materialen

Unterschied zwischen hart-/ weichmagnetischen Materialien

Was passiert, wenn man einen Stabmagneten in der Mitte durchsägt ?

Was versteht man unter piezoelektrizität? Nennen sie Anwendungsbeispiele!

Punktdefekte
1. Substitutionell
2. Interstitiell

Wie verhalten sich der spezifische Widerstand eines Materials und die Ladungsträgerbeweglichkeit zueinander

Von welchen Materialkonstanten wird die Beweglichkeit bestimmt.

Wodurch wie die Leitfähigkeit eines Materiales bestimmt?

Gesetz von Wiedermann und Franz

Phasendiagramm für Cu/Ni

Matthiessen´sche Regel

Was wissen sie über die Driftgeschwindigkeit Vd?

Was gibt die Fermifunktion an?

Phasenübergänge

Erstarrungstemperatur eines Eutektikums

Akzeptor

Wie viele bekannte Elemente gibt es?

Was sind Isotope?

Bohr‘sche Atommodell
Postulate

Ionisierungsenergie

Elektronaffinität

Was versteht man unter der Elektronegativität?

Ionenradien

Was versteht man unter Periodizität?

Jede Versetzung hat zwei wichtige Parameter

Grundtypen von Versetzungen

Molekularstrahlepitaxie (MBE)?

Ionenpolarisation

Elektronenpolarisation

Wie reduziert man die dielektrische Konstante?

High-k und Low-k Materialien unterschied

Pyroelektrizität

Elektrostriktion

Unterschied zwischen Kovalente Bindung und Ionen-Bindung

Was sind Hybridorbitale

Welche Polarisation ist dominierend, wenn man Wasser einem Elektrischen Feld aussetzt

Was versteht bei Halbleitern unter Generation und Rekombination

Hat Wasser bei 4°C oder -4°C größere Dichte?

Rasterverfahren

Unterschied zwischen polaren und unpolaren Stoffen? Beispiel!

TEM (Transmissionenelektronenmikroskopie)

SEM (Scanning Elektronenmikroskopie)

Was versteht man unter dem Begriff Weiß´scher Bezirk?

Hall- Effekt

0-dimensional (Punktdefekte)

1- dimensional (Versetzungen)

2- Dimensional

3- dimensional

Alle Nuklidklassen

Was versteht man unter Eigenleitung eines undotierten Halbleiters, wodurch entsteht sie und warum wird sie technisch nicht genutzt?

Entstehung von Leerstellen
Schottky- Typ
Frenkel- Typ

Diffusion