Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage die Grundlagen der den Halbleiter-Systemen zugrundeliegenden Physik verstanden. Ziel der Lehrveranstaltung ist es ein solides Fundament als Ausgangspunkt für weitere und vertiefende Lehrveranstaltungen in diesem Bereich schaffen. Neben dem Fokus der Lehrveranstaltung auf der Entwicklung von Physik und Konzepten, beinhaltet sie auch eine Einführung in die Anwendungssimulation und numerische Berechnung von Halbleiter-Systemen.

Diese Lehrveranstaltung befasst sich damit, wie die Quantenmechanik von Festkörpern und Ladung genutzt wurde um das digitale Zeitalter zu erschaffen. Insbesondere wird die Physik der Halbleiter und Halbleiter-Systeme und deren Funktion in der modernen Technologie Thema der Lehrveranstaltung sein. Außerdem soll auch ein Fundament für weiterführende Diskussionen über die computergestützte Technologie und Simulation als Triebfeder für bahnbrechende Entwicklungen im Bereich der Digitalisierung geschaffen werden. 

Inhalte: 

-        Die Grundstruktur von Kristallen und Festkörpern 
-        Die Qantenmechanik von Festkörpern 
-        Die Physik von Halbleitern
-        Halbleiter als Ladungsmedium
-        PN-Übergänge
-        PN-Dioden
-        PN-Übergänge und moderne Technologie (LEDs, Photovoltaikanlage, etc.)
-        MOS-Transistoren
-        MOS-Kondensatoren
-        MOSFETS-Transistoren und moderne Technologie (VLSI, IGFET Sensoren, etc.)
-        Metall/Halbleiter-Grenzflächen
-        Heterostrukturen und moderne Technologie (Schottky Dioden, 2D-FETs, etc.)

Es handelt sich hierbei prinzipiell um eine Lehrveranstaltung, mit Vorlesungscharakter, der durch regelmäßige kurze Zwischentests ergänzt wird.  
Eine weitere Grundlage der Beurteilung bilden Hausaufgaben, die detaillierte Berechnungen beinhalten, so wie kurze Präsentationen, die den Studierenden die topaktuelle Forschung näherbringen soll, die in der Lehrveranstaltung thematisiert wird.

- Konzeptionelle Zwischentests (40%)
- Mündliche Literatur Präsentation (15%)
- Drei Hausaufgaben (45%)

Aufgrund des unterschiedlichen akademischen Hintergrundes der Studierenden des Masterstudiums Computational Science and Engineering sind die benötigen Vorkenntnisse im Bereich der grundlegenden Physik zwar so niedrig wie für ein Masterstudium möglich gehalten, dennoch werden Vorkenntnisse im Feld der Physik im Bereich des Elektromagnetismus dringend empfohlen. Auf dem Gebiet der Mathematik liegt der Fokus der notwendigen Kenntnisse auf der Integralrechnung, insbesondere im Bereich der Differentialrechnung, wobei auch Grundkenntnisse auf dem Gebiet der Vektorrechnung empfohlen werden."