دانلود کتاب Festkörperphysik

فهرست مطالب :

Vorwort\n1 Vorbemerkungen\n2 Bindung im Festkörper\n 2.1 Bindungstypen\n 2.1.1 Bindungsenergie\n 2.1.2 Abstoßung\n 2.2 Van-der-Waals-Bindung\n 2.2.1 Van-der-Waals-Kräfte\n 2.2.2 Lennard-Jones-Potential\n 2.2.3 Bindungsenergie von Edelgaskristallen\n 2.3 Ionenbindung\n 2.3.1 Abschätzung und Messung der Bindungsenergie\n 2.3.2 Bindungsenergie von Ionenkristallen\n 2.4 Kovalente Bindung\n 2.5 Metallische Bindung\n 2.6 Wasserstoffbrückenbindung\n 2.7 Aufgaben\n3 Struktur der Festkörper\n 3.1 Herstellung von Kristallen und amorphen Festkörpern\n 3.1.1 Einkristallherstellung\n 3.1.2 Legierungen\n 3.1.3 Glasherstellung\n 3.2 Ordnung und Unordnung\n 3.3 Struktur der Kristalle\n 3.3.1 Translationsgitter und Kristallsysteme\n 3.3.2 Cluster und Quasikristalle\n 3.3.3 Notation und Einfluss der Basis\n 3.3.4 Einfache Kristallgitter\n 3.3.5 Wigner-Seitz-Zelle\n 3.3.6 Festkörperoberflächen\n 3.3.7 Kohlenstoff-Nanoröhren\n 3.4 Struktur amorpher Festkörper\n 3.4.1 Paarverteilungsfunktion\n 3.5 Aufgaben\n4 Strukturbestimmung\n 4.1 Allgemeine Bemerkungen zur Strukturbestimmung\n 4.2 Elementare Streutheorie\n 4.2.1 Streuamplitude\n 4.3 Fourier-Entwicklung von Punktgittern\n 4.3.1 Reziprokes Gitter\n 4.3.2 Brillouin-Zone\n 4.3.3 Millersche Indizes\n 4.4 Streuung an Kristallen\n 4.4.1 Ewald-Kugel und Bragg-Bedingung\n 4.4.2 Strukturfaktor\n 4.4.3 Atom-Strukturfaktor\n 4.4.4 Streuung an Oberflächen oder dünnen Schichten\n 4.4.5 Phasenproblem bei Streuexperimenten\n 4.4.6 Debye-Waller-Faktor\n 4.5 Streuung an amorphen Substanzen\n 4.6 Experimentelle Methoden\n 4.6.1 Messverfahren\n 4.6.2 Messungen an Oberflächen und dünnen Filmen\n 4.7 Aufgaben\n5 Strukturelle Defekte\n 5.1 Punktdefekte\n 5.1.1 Leerstellen\n 5.1.2 Farbzentren\n 5.1.3 Zwischengitteratome\n 5.1.4 Fremdatome\n 5.1.5 Atomarer Transport\n 5.2 Ausgedehnte Defekte\n 5.2.1 Mechanische Festigkeit\n 5.2.2 Versetzungen\n 5.2.3 Korngrenzen\n 5.3 Defekte in amorphen Materialien\n 5.4 Ordnungs-Unordnungs-Übergang\n 5.5 Aufgaben\n6 Gitterdynamik\n 6.1 Elastische Eigenschaften\n 6.1.1 Mechanische Spannung und Verformung\n 6.1.2 Elastische Konstanten\n 6.1.3 Schallwellen\n 6.2 Gitterschwingungen\n 6.2.1 Gitter mit einatomiger Basis\n 6.2.2 Gitter mit mehratomiger Basis\n 6.2.3 Bewegungsgleichung der Gitteratome\n 6.3 Experimentelle Bestimmung von Dispersionskurven\n 6.3.1 Dynamische Streuung, Quantisierung der Gitterschwingungen\n 6.3.2 Kohärente inelastische Neutronenstreuung\n 6.3.3 Debye-Waller-Faktor\n 6.3.4 Experimentell ermittelte Dispersionskurven\n 6.3.5 Lichtstreuung\n 6.4 Spezifische Wärmekapazität\n 6.4.1 Zustandsdichte der Phononen\n 6.4.2 Spezifische Wärme in der Debye-Näherung\n 6.4.3 Spezifische Wärme niederdimensionaler Systeme\n 6.4.4 Nullpunktsenergie, Zahl der angeregten Phononen\n 6.5 Schwingungen in amorphen Festkörpern\n 6.5.1 Wärmekapazität von Gläsern bei sehr tiefen Temperaturen\n 6.6 Aufgaben\n7 Anharmonische Gittereigenschaften\n 7.1 Zustandsgleichung und thermische Ausdehnung\n 7.2 Phonon-Phonon-Wechselwirkung\n 7.2.1 Drei-Phononen-Prozess\n 7.2.2 Ultraschalldämpfung in Kristallen\n 7.2.3 Spontaner Phononenzerfall\n 7.2.4 Ultraschalldämpfung in amorphen Festkörpern\n 7.3 Wärmetransport in dielektrischen Kristallen\n 7.3.1 Ballistische Ausbreitung von Phononen\n 7.3.2 Wärmeleitung\n 7.3.3 Phonon-Phonon-Stöße\n 7.3.4 Streuung an Defekten\n 7.3.5 Wärmetransport in eindimensionalen Proben\n 7.4 Wärmeleitfähigkeit amorpher Festkörper\n 7.5 Aufgaben\n8 Elektronen im Festkörper\n 8.1 Freies Elektronengas\n 8.1.1 Zustandsdichte\n 8.1.2 Fermi-Energie, Fermi-Kugel\n 8.2 Spezifische Wärme\n 8.3 Kollektive Phänomene im Elektronengas\n 8.3.1 Abgeschirmtes Coulomb-Potential\n 8.3.2 Metall-Isolator-Übergang\n 8.4 Elektronen im periodischen Potential\n 8.4.1 Bloch-Funktion\n 8.4.2 Näherung für quasi-freie Elektronen\n 8.4.3 „Stark gebundene“ Elektronen\n 8.5 Energiebänder\n 8.5.1 Metalle und Isolatoren\n 8.5.2 Brillouin-Zonen und Fermi-Flächen\n 8.5.3 Zustandsdichte\n 8.5.4 „Zweidimensionale“ hexagonale Festkörper: Graphen und Nanoröhren\n 8.6 Aufgaben\n9 Elektronische Transporteigenschaften\n 9.1 Bewegungsgleichung und effektive Masse\n 9.1.1 Elektronen als Wellenpakete\n 9.1.2 Ladungstransport in Bändern\n 9.1.3 Elektronen und Löcher\n 9.2 Ladungstransport\n 9.2.1 Drude-Modell\n 9.2.2 Sommerfeldsche Theorie\n 9.2.3 Boltzmann-Gleichung\n 9.2.4 Elektrischer Ladungstransport\n 9.2.5 Elektronstreuung\n 9.2.6 Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit\n 9.2.7 Eindimensionale Leiter\n 9.2.8 Quantenpunkte\n 9.2.9 Luttinger-Flüssigkeit\n 9.2.10 Thermische Leitfähigkeit\n 9.2.11 Wiedemann-Franz-Gesetz\n 9.2.12 Fermi-Funktion im stationären Gleichgewicht\n 9.3 Elektronen im Magnetfeld\n 9.3.1 Zyklotronresonanz\n 9.3.2 Landau-Niveaus\n 9.3.3 Zustandsdichte im Magnetfeld\n 9.3.4 De-Haas-van-Alphén-Effekt\n 9.3.5 Hall-Effekt\n 9.3.6 Quanten-Hall-Effekt\n 9.3.7 Quanten-Hall-Effekt in Graphen\n 9.4 Aufgaben\n10 Halbleiter\n 10.1 Intrinsische kristalline Halbleiter\n 10.1.1 Bandlücke und optische Absorption\n 10.1.2 Effektive Masse von Elektronen und Löchern\n 10.1.3 Ladungsträgerdichte\n 10.2 Dotierte kristalline Halbleiter\n 10.2.1 Dotierung\n 10.2.2 Ladungsträgerdichte und Fermi-Niveau\n 10.2.3 Beweglichkeit und elektrische Leitfähigkeit\n 10.3 Amorphe Halbleiter\n 10.3.1 Elektrische Leitfähigkeit\n 10.3.2 Defektzustände\n 10.4 Inhomogene Halbleiter\n 10.4.1 p-n-Übergang\n 10.4.2 Metall/Halbleiter-Kontakt\n 10.4.3 Halbleiter-Heterostrukturen und Übergitter\n 10.5 Bauelemente\n 10.5.1 Bauelemente basierend auf dem p-n-Übergang\n 10.5.2 Transistoren\n 10.5.3 Halbleiterlaser\n 10.6 Aufgaben\n11 Supraleitung\n 11.1 Phänomenologische Beschreibung\n 11.1.1 Meißner-Effekt und London-Gleichungen\n 11.1.2 Kritisches Magnetfeld und thermodynamische Eigenschaften\n 11.2 Mikroskopische Beschreibung\n 11.2.1 Cooper-Paare\n 11.2.2 BCS-Grundzustand\n 11.2.3 BCS-Zustand bei endlicher Temperatur\n 11.2.4 Nachweis der Energielücke\n 11.2.5 Kritischer Strom und kritisches Magnetfeld\n 11.3 Makroskopische Wellenfunktion\n 11.3.1 Flussquantisierung\n 11.3.2 Josephson-Effekt\n 11.4 Ginzburg-Landau-Theorie und Supraleiter 2.Art\n 11.4.1 Ginzburg-Landau-Theorie\n 11.4.2 Supraleiter 2.Art und Grenzflächenenergie\n 11.4.3 Hochtemperatur-Supraleiter\n 11.5 Aufgaben\n12 Magnetismus\n 12.1 Dia- und Paramagnetismus\n 12.1.1 Diamagnetismus\n 12.1.2 Paramagnetismus\n 12.2 Ferromagnetismus\n 12.2.1 Molekularfeldnäherung\n 12.2.2 Austauschwechselwirkung zwischen lokalisierten Elektronen\n 12.2.3 Austauschwechselwirkung im freien Elektronengas\n 12.2.4 Band-Ferromagnetismus\n 12.2.5 Spinwellen\n 12.2.6 Thermodynamik der Magnonen\n 12.2.7 Ferromagnetische Domänen\n 12.3 Ferri- und Antiferromagnetismus\n 12.3.1 Ferrimagnetismus\n 12.3.2 Antiferromagnetismus\n 12.3.3 Riesen-Magnetowiderstand\n 12.4 Spingläser\n 12.5 Aufgaben\n13 Dielektrische und optische Eigenschaften\n 13.1 Dielektrische Funktion, optische Messungen\n 13.2 Lokales Feld, Clausius-Mossotti-Beziehung\n 13.3 Elektrische Polarisation von Isolatoren\n 13.3.1 Elektronische Polarisierbarkeit\n 13.3.2 Ionenpolarisation\n 13.3.3 Optische Phononen in Ionenkristallen\n 13.3.4 Erzwungene Schwingungen in Ionenkristallen\n 13.3.5 Phonon-Polaritonen\n 13.3.6 Orientierungspolarisation\n 13.3.7 Ferroelektrizität\n 13.3.8 Exzitonen\n 13.4 Optische Eigenschaften freier Ladungsträger\n 13.4.1 Ausbreitung elektromagnetischerWellen in Metallen\n 13.4.2 Longitudinale Schwingungen des Elektronengases: Plasmonen\n 13.5 Aufgaben\nIndex