Nanotechnologie für Einsteiger

Wilhelm Kulisch

Herstellung und Eigenschaften von Kohlenstoff-Nanostrukturen

Methoden zur Untersuchung und Herstellung von Strukturen im Nanometerbereich, hat Nanotechnologie heute in die Curricula zahlreicher Studiengänge Eingang gefunden, insbesondere in Master-Modulen der Physik, Chemie und Biologie. Für die Lehre bieten sich als „Anschauungsobjekte“ Kohlenstoffmaterialien wie Kohlenstoffnanoröhrchen oder das derzeit viel diskutierte Graphen an. An diesen Nanomaterialien können alle relevanten Effekte im Nanobereich exemplarisch dargestellt und erklärt werden, die auch in komplexeren Materialien deren Eigenschaften bestimmen.

Das Buch von Kulisch beginnt mit einer Einführung in die Physik der Nanotechnologie und der Nanostrukturen sowie deren Herstellung und Charakterisierung. Der zweite Teil befasst sich mit dem faszinierenden Element Kohlenstoff, das den Ausgangspunkt für alle weiteren Betrachtungen darstellt. Dank der besonderen Eigenschaften des Kohlenstoffs kann dieser in verschiedenen Formen auftreten, etwa in Form von transparentem Diamant oder opakem Graphit. Der dritte Teil widmet sich ungewöhnlicheren Kohlenstoffnanostrukturen wie den Kohlenstoffnanoröhrchen, Fullerenen, Kohlenstoff-„Zwiebeln“ und dem Super-Material Graphen, einem heißen Kandidaten für bessere, schnellere, zuverlässigere Elektronik. Den Schluss bildet ein Ausblick auf strukturell den Kohlenstoffnanostrukturen verwandte Materialien.

Wilhelm Kulisch geht dabei speziell auf die Bedürfnisse von Masterstudenten der Physik, Chemie und Biologie ein, die die Grundlagen der Nanotechnologie in Vorlesungen oder im Selbststudium erlernen möchten. Das Buch basiert auf den erfolgreichen Vorlesungen des Autors und wurde hinsichtlich von Stil und Niveau geschrieben für Studenten mit nur geringen Vorkenntnissen der Festkörperphysik. Dazu gibt es „verdammt clevere“ Features: je eine Einleitung am Kapitelanfang, Zusammenfassungen am Kapitelende, Verständnisfragen sowie weiterführende Literatur. Der Erfolgsautor kombiniert dabei wissenschaftliche Fachkenntnis mit guter Didaktik und studentengerechtem Schreibstil.

Zielgruppe sind speziell Master-Studenten der Materialwissenschaften, Master-Studenten und Dozenten der Physik, Chemie und Biologie sowie Bibliotheken.

Wilhelm Kulisch
Nanotechnologie für Einsteiger
Herstellung und Eigenschaften von Kohlenstoff-Nanostrukturen

2016, 1. Auflage, 300 Seiten, 100 Abbildungen.
Broschur.
ISBN: 978-3-527-33956-3 / Wiley-VCH, Weinheim
€ 29,90

„Dieses gut strukturierte Einführungswerk bietet eine umfassende und verständliche Darstellung der physikalischen Grundlagen und Konzepte der Nanowissenschaften und zeigt zugleich ein breites Spektrum von Anwendungsmöglichkeiten auf.“
mpa (01.01.2016)

„Das Werk stellt das komplexe Thema gut verständlich und zugleich fundiert dar, sodass es auch für Studierende mit nur geringen Vorkenntnissen in Physik und physikalischer Chemie bestens geeignet ist.“
MM-IndustrieMagazin (16.11.2015/Nr.47/2015)

„Das Werk stellt das komplexe Thema der Nanowissenschaften gut verständlich und zugleich fundiert dar, so dass es auch für Studierende mit nur geringen Vorkenntnissen in Physik und physikalischer Chemie bestens geeignet ist.“
Maschinenmarkt (12.11.2015)

Einführung
Interdisziplinarität
Bedeutung für die heutigen Studiengänge
TEIL I: NANOTECHNOLOGIE UND NANOSTRUKTUREN
1 Nano, Nanostrukturen
1.1 Definition
1.2 Die Physik im Nanometerbereich
2 Herstellung von Nanostrukturen
2.1 Bottom-Up-Verfahren
2.2 Top-Down-Verfahren
3 Charakterisierung von Nanostrukturen
3.1 Wie kann man Atome sehen?
3.2 Elektronenstrahlverfahren
3.3 Charakterisierung mittels Nanosystemen: SPM
3.4 Makroskopische Verfahren
TEIL II: DAS ELEMENT KOHLENSTOFF
4 Kohlenstoff
4.1 Die besondere Chemie des Kohlenstoffs
4.2 Vorkommen und Bedeutung
5 Festkörper-Modifikationen
5.1 Diamant
5.2 Graphit
5.3 Weitere Modifikationen
TEIL III: KOHLENSTOFF-NANOSTRUKTUREN
6 Punktförmige Kohlenstoff-Nanostrukturen: Fullerene
6.1 Entdeckung
6.2 Beschreibung und Nomenklatur
6.3 Herstellung
6.4 Eigenschaften
6.5 Fullerite
6.6 Anwendungen
7 Eindimensionale Kohlenstoff-Nanostrukturen: Nanoröhrchen
7.1 Entdeckung
7.2 Beschreibung, Klassifizierung und Nomenklatur
7.3 Herstellung
7.4 Eigenschaften
7.5 Anwendungen
8 Zweidimensionale Kohlenstoff-Nanostrukturen: Graphen
8.1 Herstellung
8.2 Eigenschaften
8.3 Anwendungen
9 Dreidimensionale Kohlenstoff-Nanostrukturen
9.1 Kohlenstoff-Nanozwiebeln
9.2 Nanodiamant
10 Verwandte Nanostrukturen aus anderen Elementen
10.1 Bornitrid
10.2 Silizium

Cover Leseprobe Pressemitteilung

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Wilhelm Kulisch

Wilhelm Kulisch ist Privatdozent am Fachbereich für Mathematik und Naturwissenschaften der Universität Kassel. Er studierte Physik an den Universitäten Münster und Kassel und arbeitete dort an den Instituten für Angewandte Physik bzw. Technische Physik. Seine Forschungsthemen umfassen die Halbleiterphysik, die Materialwissenschaften sowie die Nanostrukturwissenschaften. Wilhelm Kulisch besitzt große Lehrerfahrung in den Bereichen der Nanotechnologie und der technischen Physik.

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