Festkörperphysik. Einführung in die Grundlagen. 4y Springer. Siebte Auflage mit 277 Abbildungen, 18 Tafeln und 104 Übungen

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Günter Meyer
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1 Harald Ibach Hans Lüth Festkörperphysik Einführung in die Grundlagen Siebte Auflage mit 277 Abbildungen, 18 Tafeln und 104 Übungen r ^ 4y Springer

2 Inhaltsverzeichnis 1. Die chemische Bindung in Festkörpern Das Periodensystem Kovalente Bindung Die Ionenbindung / Metallische Bindung Die Wasserstoffbrückenbindung Die Van der Waals-Bindung 15 Übungen Die Struktur von Festkörpern Translationsgitter ' Punktsymmetrien Die 32 Kristallklassen (Punktgruppen) Die Bedeutung der Symmetrie Einfache Kristallstrukturen Phasendiagramme von Legierungen Defekte in Festkörpern 46 Übungen Die Beugung an periodischen Strukturen Die allgemeine Beugungstheorie Periodische Strukturen und reziprokes Gitter ' Die Streubedingung bei periodischen Strukturen Die Braggsche Deutung der Beugungsbedingung Die Brillouinschen Zonen Der Strukturfaktor Methoden der Strukturanalyse 67 Übungen 70 Tafel I: Beugungsexperimente mit verschiedenen Teilchen Tafel II: Röntgeninterferometer und Röntgentopographie Dynamik von Atomen in Kristallen Das Potential Die Bewegungsgleichungen Die lineare zweiatomige Kette Streuung an zeitlich veränderlichen Strukturen - Phononenspektroskopie Elastisches Verhalten von Kristallen 92 Übungen 103 Tafel III: Raman-Spektroskopie 105

3 XIV Inhaltsverzeichnis 5. Thermische Eigenschaften Die Zustandsdichte Thermische Energie eines harmonischen Oszillators Spezifische Wärme Anharmonische Effekte Thermische Ausdehnung Wärmeleitung durch Phononen 123 Übungen 129 Tafel IV: Experimente bei tiefen Temperaturen Freie" Elektronen im Festkörper Das freie Elektronengas im Potentialkasten Das Fermi-Gas bei T=0 K Fermi-Statistik Spezifische Wärme der Metallelektronen Elektrostatische Abschirmung in einem Fermi-Gas - Mott-Übergang Glühemission aus Metallen 152 Übungen ' Elektronische Bänder in Festkörpern Allgemeine Symmetrieeigenschaften Näherung des quasifreien Elektrons Näherung vom stark gebundenen" Elektron her Beispiele von Bandstrukturen Zustandsdichten Zustandsdichte nichtkristalliner Festkörper 179 Übungen 183 Tafel V: Photoemissionsspektroskopie Magnetismus Dia- und Paramagnetismus Austauschwechselwirkung Austauschwechselwirkung zwischen freien Elektronen Das Bandmodell für den Ferromagnetismus Das Temperaturverhalten eines Ferromagneten im Bandmodell Ferromagnetische Kopplung bei lokalisierten Elektronen Antiferromagnetismus Spinwellen Kristallanisotropie 218 Übungen 225 Tafel VI: Magnetostatische Spinwellen 226 Tafel VII: Magnetismus in Schichtsystemen und GMR-Effekt Bewegung von Ladungsträgern und Transportphänomene Bewegung von Ladungsträgern in Bändern - die effektive Masse 235

4 Inhaltsverzeichnis XV 9.2 Ströme in Bändern und Defektelektronen Streuung von Elektronen in Bändern Boltzmann-Gleichung und Relaxationszeit Die elektrische Leitfähigkeit von Metallen Thermoelektrische Effekte Das Wiedemann-Franz-Gesetz Elektrische Leitfähigkeit durch lokalisierte Elektronen Quantentransport in Nanostrukturen 264 Übungen 280 Tafel VIII: Quantenoszillationen und die Topologie von Fermi-Flächen Supraleitung Einige Grundphänomene der Supraleitung Phänomenologische Beschreibung durch London-Gleichungen Instabilität des Fermi-Sees" und Cooper-Paare Der BCS-Grundzustand Das Anreguhgsspektrum des Supraleiters Konsequenzen der BCS-Theorie und Vergleich mit experimentellen Befunden Suprastrom und kritischer Strom Kohärenz des BCS-Grundzustandes und Meissner-Ochsenfeld-Effekt Quantisierung des magnetischen Flusses Supraleiter 2. Art, Neuartige Hochtemperatur"-Supraleiter 338 Übungen 347 Tafel IX: Einelektronen-Tunneln an Supraleitern 349 Tafel X: Cooper-Paar-Tunneln - Josephson-Effekte Dielektrische Eigenschaften der Materie Die dielektrische Funktion Absorption elektromagnetischer Strahlung Die dielektrische Funktion für harmonische Oszillatoren Longitudinale und transversale Eigenschwingungen Oberflächenwellen eines Dielektrikums Das Reflexionsvermögen des dielektrischen Halbraums Das lokale Feld Polarisationskatastrophe und Ferroelektrika Das freie Elektronengas Interband-Übergänge Exzitonen Dielektrische Energieverluste von Elektronen 390 Übungen 394 Tafel XI: Spektroskopie mit Photonen und Elektronen 397 Tafel XII: Infrarot-Spektroskopie 399 Tafel XIII: Die Methode der frustrierten Totalreflexion 401

5 XVI Inhaltsverzeichnis 12. Halbleiter Daten einiger wichtiger Halbleiter Ladungsträgerdichte im intrinsischen Halbleiter Dotierung von Halbleitern Ladungsträgerdichte in dotierten Halbleitern Leitfähigkeit von Halbleitern Der p-n-übergang und der Metall/Halbleiter-Schottky-Kontakt Halbleiterheterostrukturen und Übergitter Wichtige Halbleiterbauelemente 456 Übungen 471 Tafel XIV: Hall-Effekt 473 Tafel XV: Zyklotron-Resonanz bei Halbleitern 475 Tafel XVI: Shubnikov-de Haas-Oszillationen und Quanten-Hall-Effekt 477 Tafel XVII: Halbleiterepitaxie 483 Tafel XVIII: Präparation von Nanostrukturen 488 Literaturverzeichnis 493 Sachverzeichnis 505 Periodensystem der Elemente (Vordere Einbandrückseite) Konstanten und Äquivalentwerte (Hintere Einbandrückseite)

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