Availability: Festkörperphysik | Technische Universität München

Festkörperphysik: Einführung in die Grundlagen ; mit 104 Übungen

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Main Authors:	Ibach, Harald 1941- (Author), Lüth, Hans 1940- (Author)
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Published:	Berlin [u.a.] Springer 2009
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adam_text	Titel: Festkörperphysik Autor: Ibach, Harald Jahr: 2009 Inhaltsverzeichnis 1. Die chemische Bindung in Festkörpern 1 1.1 Das Periodensystem 1 1.2 Kovalente Bindung 4 1.3 Die Ionenbindung 9 1.4 Metallische Bindung 13 1.5 Die Wasserstoffbrückenbindung 14 1.6 Die Van der Waals-Bindung 15 Übungen 17 2. Die Struktur von Festkörpern 21 2.1 Translationsgitter 22 2.2 Punktsymmetrien 25 2.3 Die 32 Kristallklassen (Punktgruppen) 27 2.4 Die Bedeutung der Symmetrie 28 2.5 Einfache Kristallstrukturen 31 2.6 Phasendiagramme von Legierungen 36 2.7 Defekte in Festkörpern 46 Übungen 49 3. Die Beugung an periodischen Strukturen 51 3.1 Die allgemeine Beugungstheorie 51 3.2 Periodische Strukturen und reziprokes Gitter 57 3.3 Die Streubedingung bei periodischen Strukturen 58 3.4 Die Braggsche Deutung der Beugungsbedingung 60 3.5 Die Brillouinschen Zonen 63 3.6 Der Strukturfaktor 64 3.7 Methoden der Strukturanalyse 67 Übungen 70 Tafel I: Beugungsexperimente mit verschiedenen Teilchen ... 72 Tafel II: Röntgeninterferometer und Röntgentopographie .... 77 4. Dynamik von Atomen in Kristallen 81 4.1 Das Potential 82 4.2 Die Bewegungsgleichungen 83 4.3 Die lineare zweiatomige Kette 85 4.4 Streuung an zeitlich veränderlichen Strukturen - Phononenspektroskopie 89 4.5 Elastisches Verhalten von Kristallen 92 Übungen 103 Tafel III: Raman-Spektroskopie 105 XIV Inhaltsverzeichnis 5. Thermische Eigenschaften 111 5.1 Die Zustandsdichte 112 5.2 Thermische Energie eines harmonischen Oszillators ... 115 5.3 Spezifische Wärme 116 5.4 Anharmonische Effekte 119 5.5 Thermische Ausdehnung 120 5.6 Wärmeleitung durch Phononen 123 Übungen 129 Tafel IV: Experimente bei tiefen Temperaturen 130 6. „Freie Elektronen im Festkörper 135 6.1 Das freie Elektronengas im Potentialkasten 136 6.2 Das Fermi-Gas bei 7=0 K 140 6.3 Fermi-Statistik 142 6.4 Spezifische Wärme der Metallelektronen 145 6.5 Elektrostatische Abschirmung in einem Fermi-Gas - Mott-Übergang 149 6.6 Glühemission aus Metallen 152 Übungen 156 7. Elektronische Bänder in Festkörpern 159 7.1 Allgemeine Symmetrieeigenschaften 160 7.2 Näherung des quasifreien Elektrons 163 7.3 Näherung vom „stark gebundenen Elektron her 168 7.4 Beispiele von Bandstrukturen 173 7.5 Zustandsdichten 177 7.6 Zustandsdichte nichtkristalliner Festkörper 179 Übungen 183 Tafel V: Photoemissionsspektroskopie 185 8. Magnetismus 189 8.1 Dia- und Paramagnetismus 190 8.2 Austauschwechselwirkung 195 8.3 Austauschwechselwirkung zwischen freien Elektronen . 198 8.4 Das Bandmodell für den Ferromagnetismus 200 8.5 Das Temperaturverhalten eines Ferromagneten im Bandmodell 204 8.6 Ferromagnetische Kopplung bei lokalisierten Elektronen 208 8.7 Antiferromagnetismus 210 8.8 Spinwellen 214 8.9 Kristallanisotropie 218 Übungen 225 Tafel VI: Magnetostatische Spinwellen 226 Tafel VII: Magnetismus in Schichtsystemen und GMR-Effekt 230 9. Bewegung von Ladungsträgern und Transportphänomene 235 9.1 Bewegung von Ladungsträgern in Bändern - die effektive Masse 235 Inhaltsverzeichnis XV 9.2 Ströme in Bändern und Defektelektronen 239 9.3 Streuung von Elektronen in Bändern 241 9.4 Boltzmann-Gleichung und Relaxationszeit 245 9.5 Die elektrische Leitfähigkeit von Metallen 250 9.6 Thermoelektrische Effekte 256 9.7 Das Wiedemann-Franz-Gesetz 260 9.8 Elektrische Leitfähigkeit durch lokalisierte Elektronen . 261 9.9 Quantentransport in Nanostrukturen 264 Übungen 280 Tafel VIII: Quantenoszillationen und die Topologie von Fermi-Flächen 282 10. Supraleitung 287 10.1 Einige Grundphänomene der Supraleitung 287 10.2 Phänomenologische Beschreibung durch London-Gleichungen 292 10.3 Instabilität des „Fermi-Sees und Cooper-Paare 295 10.4 Der BCS-Grundzustand 300 10.5 Das Anregungsspektrum des Supraleiters 309 10.6 Konsequenzen der BCS-Theorie und Vergleich mit experimentellen Befunden 314 10.7 Suprastrom und kritischer Strom 318 10.8 Kohärenz des BCS-Grundzustandes und Meissner-Ochsenfeld-Effekt 322 10.9 Quantisierung des magnetischen Flusses 327 10.10 Supraleiter 2. Art 331 10.11 Neuartige „Hochtemperatur -Supraleiter 338 Übungen 347 Tafel IX: Einelektronen-Tunneln an Supraleitern 349 Tafel X: Cooper-Paar-Tunneln - Josephson-Effekte 356 11. Dielektrische Eigenschaften der Materie 361 11.1 Die dielektrische Funktion 361 11.2 Absorption elektromagnetischer Strahlung 364 11.3 Die dielektrische Funktion für harmonische Oszillatoren 367 11.4 Longitudinale und transversale Eigenschwingungen . . . 370 11.5 Oberflächenwellen eines Dielektrikums 372 11.6 Das Reflexionsvermögen des dielektrischen Halbraums . 374 11.7 Das lokale Feld 375 11.8 Polarisationskatastrophe und Ferroelektrika 378 11.9 Das freie Elektronengas 379 11.10 Interband-Übergänge 382 11.11 Exzitonen 389 11.12 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 XVI Inhaltsverzeichnis 12. Halbleiter 403 12.1 Daten einiger wichtiger Halbleiter 404 12.2 Ladungsträgerdichte im intrinsischen Halbleiter 408 12.3 Dotierung von Halbleitern 412 12.4 Ladungsträgerdichte in dotierten Halbleitern 416 12.5 Leitfähigkeit von Halbleitern 421 12.6 Der /?-n-Übergang und der Metall/Halbleiter-Schottky-Kontakt 427 12.7 Halbleiterheterostrukturen und Übergitter 443 12.8 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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