Ultrahochvakuum (UHV)-Technik ist die Grundlage für viele Experimente und Anwendungen in der Oberflächen- und Festkörperphysik, der Dünnschichttechnologie und der Nanotechnologie. Wer im UHV-Bereich arbeitet, braucht nicht nur die passenden Apparate, sondern vor allem ein solides Verständnis der zugrunde liegenden physikalischen Prozesse – und die Fähigkeit, bei auftretenden Problemen selbstständig die richtigen Entscheidungen zu treffen.

Die Vorlesung vermittelt zunächst die Grundbegriffe der kinetischen Gastheorie und Vakuumtechnik. Basierend auf einem Verständnis von Adsorption, Diffusion, Permeation und Dampfdruckkurven entwickeln wir ein Gespür dafür, welche Materialien sich für den Einsatz in UHV-Kammern eignen. Ausführlich behandelt werden anschließend auch die Vakuumerzeugung und -messung im Bereich der Molekularströmung, insbesondere die Eigenschaften von Turbomolekularpumpen, Ionen-Zerstäuberpumpen und Kryopumpen. Zu den Vorlesungseinheiten werden kurze Rechenbeispiele angeboten, die das Auslegen von UHV-Anlagen sowie die Material- und Designauswahl für UHV-Anwendungen konkret üben. Darüber hinaus gibt es an einem Tag praktische Übungen an einer kleinen Vakuumanlage, damit Studierende die beim praktischen Arbeiten auftretenden Probleme gezielt erkennen und lösen lernen.

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage, die Grundbegriffe der Vakuumtechnik sicher anzuwenden, UHV-Anlagen passend auszulegen und Materialauswahlen sowie Designentscheidungen für UHV-Anwendungen zielgenau zu treffen.

Die Vorlesung wird auf Englisch und im Allgemeinen geblockt an 5-6 Freitagen in den ersten Wochen jedes Semesters abgehalten. Prüfungen werden mündlich abgewickelt und Termine bei Bedarf per E-Mail an Anna Niggas oder E-Mail an Richard Wilhelm vereinbart.