MST2 an der Universität Freiburg im Breisgau

Karteikarten und Zusammenfassungen für MST2 an der Universität Freiburg im Breisgau

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Nennen Sie mindestens 2 weitere Gründe, warum sich Silizium auch in der

Mikrosystemtechnik etabliert hat.

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Welches Gesetz beschreibt im eindimensionalen Fall den Zusammenhang zwischen der

Längenänderung eines Materials und der dafür notwendigen mechanischen Spannung

(nennen Sie bitte Name und Formel).

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Was versteht man im Rahmen der Vorlesung unter einem „Prozess“?

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Nennen Sie mindestens 3 Mikrosystemtechnik-Sensoren zusammen mit deren Einsatzgebiet aus

dem Bereich der „Automobilindustrie“

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Nennen Sie die nachfolgenden, chemischen Daten von Silizium: Schmelzpunkt, Siedepunkt,

Atomordnungszahl, Anzahl der Valenzelektronen.

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Nennen Sie drei Anwendungen, die Richard Feyman vorhergesagt hat?

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Wie groß sind die betreffenden Strukturen sowie die Rastermaße,

um bei den nachfolgenden „Speichermedien“ eine Informationseinheit

(ein „Bit“) darzustellen? Wie viele Atome werden bei den betreffenden Medien für die Darstellung

eines Bits benötigt?

DVD (Rastermaß, ungefähre Anzahl an Atomen pro Bit)


Festplatte (Rastermaß, ungefähre Anzahl an Atomen pro Bit)


DNA (Rastermaß, ungefähre Anzahl an Atomen pro Bit)


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Wie kommt beim Elektronenmikroskop ein Bild zustande?

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Nennen Sie zwei Beispiele für molekulare Maschinen in der Natur.

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Wie lautet eine der gebräuchlichen Definitionen von „Mikrosystemtechnik“?

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Was ist ein Transistor und wozu ist er gut?

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Erläutern Sie welche physikalischen Effekte man unter den folgenden Begriffen versteht: (a)

Piezoeffekt, (b) Elektrostriktion, (c) Piezoresistivität

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Beispielhafte Karteikarten für MST2 an der Universität Freiburg im Breisgau auf StudySmarter:

MST2

Nennen Sie mindestens 2 weitere Gründe, warum sich Silizium auch in der

Mikrosystemtechnik etabliert hat.

1) Sehr gut erforscht auf Grund der Mikroelektronik.

2) Spezielle chemische und mechanische Eigenschaften wie

Elastizität oder die leichte Strukturierung. (Ätzen)


kombination mechanik und Elektronik auf einem Chip

MST2

Welches Gesetz beschreibt im eindimensionalen Fall den Zusammenhang zwischen der

Längenänderung eines Materials und der dafür notwendigen mechanischen Spannung

(nennen Sie bitte Name und Formel).

i. Hook’sches Gesetz   

F=D⋅Δx

MST2

Was versteht man im Rahmen der Vorlesung unter einem „Prozess“?

Ein „Prozess“ steht für einen

gerichteten Ablauf eines Geschehens

 Halbleiterprozesse stehen für eine Vielzahl an

Prozessen, mit denen Halbleiter-Bauelemente

oder auch nur Teile davon hergestellt werden 

definierten Input und Output

MST2

Nennen Sie mindestens 3 Mikrosystemtechnik-Sensoren zusammen mit deren Einsatzgebiet aus

dem Bereich der „Automobilindustrie“

Drehsensor, schwingt in drei Dimensionen  wenn das Auto sich überschlägt und löst Seitenairbags aus 


Sensoren für Druck, Luftmassenfluss, Beschleuigung, Drehrate


MST2

Nennen Sie die nachfolgenden, chemischen Daten von Silizium: Schmelzpunkt, Siedepunkt,

Atomordnungszahl, Anzahl der Valenzelektronen.

Schmelzpunkt,  1410 grad 1683 Kelvin obergalb der hochtemperatur 

Siedepunkt, 3260 grad

Atomordnungszahl 14 protonen im Kern

Atommasse 28

Anzahl der Valenzelektronen S orbital 2 Elektronen, 4 Elektronen in äußerer Schale 

2 E auf 3s und 2 E auf 3p

MST2

Nennen Sie drei Anwendungen, die Richard Feyman vorhergesagt hat?

1) Mikrochips (Miniaturisierung von Schaltkreisen)

• 2)Verkleinerung von Speichermedien: Schreiben und lesen von Bits auf Oberflächen (CD’s,

DVD’s, Blu-Ray Disc’s , Festplatten, (Buchstaben durch Bits ersetzen)) und ggf. auch im

inneren von Materialblöcken

3) Analyse von Substanzen durch „Anschauen“ in einem Elektronenmikroskop (Elektronenmikroskope

mussten hierfür 100x leistungsfähiger gemacht werden)

MST2

Wie groß sind die betreffenden Strukturen sowie die Rastermaße,

um bei den nachfolgenden „Speichermedien“ eine Informationseinheit

(ein „Bit“) darzustellen? Wie viele Atome werden bei den betreffenden Medien für die Darstellung

eines Bits benötigt?

DVD (Rastermaß, ungefähre Anzahl an Atomen pro Bit)


Festplatte (Rastermaß, ungefähre Anzahl an Atomen pro Bit)


DNA (Rastermaß, ungefähre Anzahl an Atomen pro Bit)


1 Milliarde Atome

Raster: 0,7 micrometer 


0,2 µm 1.000.000 Atome


0,003 micrometer 

50 ATome


MST2

Wie kommt beim Elektronenmikroskop ein Bild zustande?

Elektronenstrahl wird generiert und als Primärelektronen durch

Magnetfelder auf die Probe fokussiert

• Sekundärelektronen werden aus der Probe herausgeschossen und

gesammelt

o Früher: Abbildung auf Phosphorschirm (siehe rechts)

o Heute: Diverse Detektoren (s.oben)

• 2-D Bild wird durch Abrastern der Probe generiert (daher auch der

englische Name „Scanning Electron Microscope = SEM“)

MST2

Nennen Sie zwei Beispiele für molekulare Maschinen in der Natur.

Zellteilung 

DNA Replikation 

MST2

Wie lautet eine der gebräuchlichen Definitionen von „Mikrosystemtechnik“?

ie Mikrosystemtechnik (MST) erstellt technische (Sub-) Systeme, deren funktionsbestimmende

Strukturen Abmessungen im Mikrometerbereich haben.

Hierbei kombiniert die kombiniert die Mikrosystemtechnik Methoden der Mikroelektronik, der

Mikromechanik, der Mikrofluidik und der Mikrooptik, aber auch Entwicklungen der Informatik,

Biotechnologie und Nanotechnologie, indem sie Entwicklungen und Strukturen aus diesen Bereichen

zu neuen Systemen vereinigt.

MST2

Was ist ein Transistor und wozu ist er gut?

Ein Transistor ist ein elektronisches Halbleiter-Bauelement mit drei Anschlüssen (Source, Gate,

Drain), das zum Schalten und Verstärken von elektrischem Strom verwendet wird

MST2

Erläutern Sie welche physikalischen Effekte man unter den folgenden Begriffen versteht: (a)

Piezoeffekt, (b) Elektrostriktion, (c) Piezoresistivität

i. Mechanische Spannung verursacht eine elektrische Spannung

ii. Elektrische Spannung erzeugt eine mechanische Spannung (Deformation,

inverser Piezoeffekt)

iii. mechanische Spannung verursacht Widerstandsänderung

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