Festkörperphys i. Einführung in die Grundlagen
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- Nelly Richter
- vor 6 Jahren
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1 Harald Ibach Hans Lüth Festkörperphys i Einführung in die Grundlagen
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3 1. Die chemische Bindung in Festkörpern Das Periodensystem Kovalente Bindung DieIonenbindung Metallische Bindung Die Wasserstoflbriickenbindung Die Van der Waals-Bindung 1 5 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 6 7 Übungen 70 Tafel I: Beugungsexperimente mit verschiedenen Teilchen 72 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 94 Übungen 10 5 Tafel III : Raman-Spektroskopie 107
4 5. Thermische Eigenschaften Die Zustandsdichte Thermische Energie eines harmonischen Oszillators Spezifische Wärme Anharmonische Effekte Thermische Ausdehnung Wärmeleitung durch Phononen 12 5 Ubungen 13 1 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 Abschirmun g in einem Fermi-Gas - Mott-Ubergang Glühemission aus Metallen 154 Übungen Elektronische Bänder in Festkörpern Allgemeine Symmetrieeigenschaften Näherung des quasifreien Elektrons Näherung vom stark gebundenen " Elektron her Beispiele von Bandstrukturen Zustandsdichten Zustandsdichte nichtkristalliner Festkörper 18 1 Übungen 18 5 Tafel V: Photoemissionsspektroskopie Magnetismus Dia- und Paramagnetismus Austauschwechselwirkung Austauschwechselwirkung zwischen freien Elektronen Das Bandmodell für den Ferromagnetismus Das Temperaturverhalten eines Ferromagnete n im Bandmodell Ferromagnetische Kopplung bei lokalisierten Elektronen Antiferromagnetismus Spinwellen 21 6 Ubungen 22 1 Tafel VI: Magnetostatische Spinwellen 222 Tafel V II : Oberflächenmagnetismus Bewegung von Ladungsträgern und Transportphänomene Bewegung von Ladungsträgern in Bändern - die effektive Masse Ströme in Bändern und Defektelektronen 233
5 9.3 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 25 5 Übungen 25 9 Tafel VIII : Quantenoszillationen und die Topologi e von Fermi-Flächen Supraleitung Einige Grundphänomene der Supraleitung Phänomenologische Beschreibun g durch London-Gleichungen Instabilität des Fermi-Sees" und Cooper-Paare Der BCS-Grundzustand Das Anregungsspektrum des Supraleiters Konsequenzen der BCS-Theorie und Vergleic h mit experimentellen Befunden Suprastrom und kritischer Strom Kohärenz des BCS-Grundzustande s und Meissner-Ochsenfeld-Effekt 30 ) 10.9 Quantisierung des magnetischen Flusses Supraleiter 2. Art Neuartige Hochtemperatur"-Supraleiter 31 6 Übungen 32 5 Tafel IX : Einelektronen-Tunneln an Supraleitern 32 7 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-Ubergänge Exzitonen Dielektrische Energieverluste von Elektronen 36 8 Übungen 37 2 Tafel XI : Spektroskopie mit Photonen und Elektronen 375 Tafel XII : Infrarot-Spektroskopie 37 7 Tafel XIII : Die Methode der frustrierten Totalreflexion Halbleiter Daten einiger wichtiger Halbleiter 382
6 12.2 Ladungsträgerdichte im intrinsischen Halbleiter Dotierung von Halbleitern Ladungsträgerdichte in dotierten Halbleitern Leitfähigkeit von Halbleitern Der p-n-ubergang und der MetalllHalbleiter-Schottky-Kontakt Halbleiterheterostrukturen und Übergitter Wichtige Halbleiterbauelemente 434 Übungen 44 8 Tafel XIV: Hall-Effekt 450 Tafel XV: Zyklotron-Resonanz bei Halbleitern 45 2 Tafel XVI : Shubnikov-de Haas-Oszillationen und Quanten-Hall-Effekt 454 Tafel XVII : Halbleiterepitaxie 460 Literaturverzeichnis 465 Sachverzeichnis 47 7 Periodensystem der Elemente (Vordere Einbandrückseite) Konstanten und Äquivalentwerte (Hintere Einbandrückseite)
Inhaltsverzeichnis XIII
Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung...1 2. GrundlagendesMagnetismus...5 2.1. GrundtypendesMagnetismus...5 2.1.1. Diamagnetismus...5 2.1.2. Paramagnetismus...7 2.1.3. Ferromagnetismus...8 2.1.4. CurieTemperatur...10
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