Modellierungsverfahren in der Oberflächentechnik (MOT)

Dozent: Dr. D. Barton

Vorlesung und Übung mit Programmieraufgaben

Die Vorlesung gibt eine Einführung in Anwendungen, theoretische Grundlagen und numerische Modellierungsverfahren in der Oberflächentechnik. Dabei werden in einer Multiskalen-Betrachtung sowohl Beschichtungsprozesse als auch atomistische Vorgänge beim Schichtwachstum behandelt. Die Modellierung ausgewählter Problemstellungen aus den Bereichen Gaskinetik, Beschichtungsprozesse und Schichtwachstum wird sowohl mit frei verfügbarer Software als auch im Rahmen von Programmierübungen erarbeitet; hierfür sind Programmiererfahrungen in einer geeigneten Compiler- oder Skriptsprache (z.B. C, C++, Python, Matlab, Fortran, …) vorteilhaft. Die Studierenden erwerben somit die Kenntnis über unterschiedliche physikalische Aspekte in Dünnschicht-Beschichtungsverfahren, über geeignete Verfahren zu deren Modellierung sowie einen Überblick über gängige, frei verfügbare Simulationscodes aus diesem Bereich.

Inhalte:

• Berechnungsverfahren für Gasströmungen und Teilchentransport im Niederdruckbereich
• Die Boltzmann-Transportgleichung, Energieverteilungsfunktion im thermischen Gleichgewicht
• Überblick über Niederdruck-Beschichtungsverfahren und deren Anwendungen
• Monte-Carlo Modellierung des Teilchentransports und der Schichtdickenverteilung
• Ballistische Modellierung der Erosionsrate und Energieverteilung beim Sputtern
• Globale Modellierung der Reaktionskinetik des reaktiven Magnetron-Sputterns
• Grundlegende Eigenschaften nichtthermischer Plasmen
• Modellierung von Plasmen in 1D
• Atomistische Simulationsmethoden des Schichtwachstums: Kinetic Monte Carlo (kMC) und Molekulardynamik (MD)

Die Vorlesung findet im Wintersemester statt.