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Grundlagen der Festkörperphysik

109,99 €

inkl. gesetzl. MwSt., Versandkostenfrei

Beschreibung

Produktdetails

Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

12.11.2011

Verlag

Springer Berlin

Seitenzahl

816

Maße (L/B/H)

24,4/17/4,4 cm

Gewicht

1385 g

Auflage

Softcover reprint of the original 1st ed. 1979

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-642-67116-6

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Taschenbuch

Erscheinungsdatum

12.11.2011

Verlag

Springer Berlin

Seitenzahl

816

Maße (L/B/H)

24,4/17/4,4 cm

Gewicht

1385 g

Auflage

Softcover reprint of the original 1st ed. 1979

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-642-67116-6

Herstelleradresse

Springer-Verlag KG
Sachsenplatz 4-6
1201 Wien
AT

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  • 1. Einführung.- 1.1. Allgemeines zu Aufbau, Eigenschaften und Einsatz fester Stoffe.- 1.2. Gegenstand und Methoden der Festkörperphysik.- 1.3. Klassifikation der Festkörper.- 2. Kristalle.- 2.1. Bindungsarten.- 2.1.1. Ionenbindung (heteropolare Bindung).- 2.1.2. Kovalente (homöopolare) Bindung.- 2.1.3. Metallische Bindung.- 2.1.4. Molekülkristalle.- 2.1.5. Wasserstoffbrückenbindung.- 2.2. Translationsgitter und Kristallsysteme.- 2.2.1. Historisches, Grundbegriffe.- 2.2.2. Bezeichnung von Punkten, Richtungen und Ebenen.- 2.2.3. Symmetrieoperationen im Punktgitter.- 2.2.4. Kristallsysteme und Bravais-Gitter.- 2.3. Kristallstrukturen.- 2.3.1. Einfluß der Basis auf die Kristallsymmetrie.- 2.3.2. Die 32 Kristallklassen.- 2.3.3. Mikrosymmetrie — Raumgruppen.- 2.4. Spezielle Kristallstrukturen.- 2.4.1. Übersicht.- 2.4.2. Kristallstrukturen der Elemente.- 2.4.3. Kristallstrukturen von AB-Verbindungen.- 2.4.4. Einige Beispiele komplizierter Strukturen.- 2.5. Züchtung von Einkristallen.- 2.5.1. Übersicht über die wichtigsten Verfahren.- 2.5.2. Zum Mechanismus des Kristallwachstums.- 2.5.3. Physikalische Reinigung durch Zonenschmelzen.- 2.6. Bindungsenergie der Kristalle.- 2.6.1. Definition und experimentelle Bestimmung.- 2.6.2. Madelung-Zahlen der Ionenkristalle.- 2.6.3. Bestimmung des Abstoßungspotentials aus der Kompressibilität.- 2.6.4. Oberflächenenergie von Kristallen.- 3. Strukturuntersuchung von Festkörpern.- 3.1. Möglichkeiten zur Gewinnung von Informationen über Morphologie, Struktur und chemische Zusammensetzung.- 3.1.1. Wichtige Teilchen- und Welleneigenschaften.- 3.1.2. Unelastische Wechselwirkung und sekundäre Strahlen.- 3.2. Beugung von Wellen im Kristallgitter.- 3.3. Laue-Gleichungen.- 3.4. Reziprokes Gitter.- 3.4.1. Definition.- 3.4.2. Weitere Eigenschaften des reziproken Gitters.- 3.4.3. Ewald-Kugel.- 3.4.4. Ableitung der Bragg-Gleichung.- 3.4.5. Brillouinsche Zonen.- 3.4.6. Fourier-Transformation und k-Raum.- 3.5. Die hauptsächlichen Verfahren der Strukturuntersuchung.- 3.5.1. Elementare Interpretation der Bragg-Gleichung..- 3.5.2. Laue-Verfahren.- 3.5.3. Braggsches Drehkristallverfahren.- 3.5.4. Pulververfahren nach Debye und Scherrer.- 3.6. Intensität der Beugungsmaxima.- 3.6.1. Die wichtigsten Einflußfaktoren.- 3.6.2. Ableitung des Strukturfaktors.- 3.6.3. Beispiele für den Einfluß des Strukturfaktors.- 3.6.4. Atomfaktor.- 4. Realstruktur der Festkörper.- 4.1. Punktdefekte (nulldimensionale Fehlordnung).- 4.1.1. Leerstellen im Gitter.- 4.1.2. Teilchen auf Zwischengitterplätzen.- 4.1.3. Substitutionsstörstellen.- 4.1.4. Punktdefekte in Verbindungen.- 4.1.5. Diffusion von Punktdefekten.- 4.1.6. Ionenleitung in Festkörpern.- 4.1.7. Festkörperreaktivität und Korrosion.- 4.1.8. Strahlenschäden in Festkörpern.- 4.1.9. Nachweis und Bedeutung von Punktdefekten.- 4.2. Versetzungen (eindimensionale Fehlordnung).- 4.2.1. Stufenversetzungen.- 4.2.2. Schraubenversetzungen.- 4.2.3. Allgemeiner Typ der eindimensionalen Fehlordnung.- 4.2.4. Nachweis und Beobachtungen von Versetzungen.- 4.2.5. Eigenschaften von Versetzungen.- 4.2.6. Vervielfachung, Ausheilung und Entstehung von Versetzungen.- 4.2.7. Versetzungsstruktur und Kristallbau.- 4.3. Zwei- und dreidimensionale Baufehler.- 4.3.1. Kleinwinkelkorngrenzen.- 4.3.2. Großwinkelkorngrenzen.- 4.3.3. Dreidimensionale Baufehler.- 4.4. Oberflächen und dünne Schichten fester Stoffe.- 4.4.1. Begriff, Bedeutung, Anwendungen.- 4.4.2. Realstruktur und atomare Prozesse an Oberflächen.- 4.4.3. Keimbildung und Schichtwachstum.- 4.4.4. Die wichtigsten Beschichtungsverfahren.- 4.5. Nicht- oder teilkristalline feste Stoffe.- 4.5.1. Kennzeichnung und Übersicht.- 4.5.2. Gläser und verwandte Stoffe.- 4.5.3. Organische Hochpolymere.- 5. Mechanische und thermische Eigenschaften.- 5.1. Grundlagen der Festkörpermechanik.- 5.1.1. Grundbegriffe.- 5.1.2. Dehnungskomponenten und Verzerrungstensor.- 5.1.3. Spannungskomponenten und Spannungstensor.- 5.1.4. Verallgemeinertes Hookesches Gesetz.- 5.1.5. Deformationsarbeit und elastisches Potential.- 5.1.6. Einfluß der Kristallsymmetrie.- 5.1.7. Kubische Kristalle und isotrope Festkörper.- 5.1.8. Elastische Wellen in Kristallen.- 5.1.9. Einflüsse der Realstruktur.- 5.2. Gitterdynamik des Festkörpers.- 5.2.1. Gitterschwingungen — Phononen.- 5.2.2. Experimenteller Nachweis der Phononen.- 5.2.3. Eindimensionale Behandlung der Gitterschwingungen.- 5.2.4. Lokalisierte Gitterschwingungen im Volumen und an Oberflächen.- 5.3. Spezifische Wärmekapazität von Festkörpern.- 5.3.1. Empirische Grundlagen.- 5.3.2. Allgemeiner Ansatz zur Berechnung von CV.- 5.3.3. Einstein-Modell.- 5.3.4. Theorie der spezifischen Wärmekapazität nach Debye.- 5.3.5. Hinweise zur Gittertheorie der spezifischen Wärmekapazität.- 5.3.6. Methoden der thermischen Analyse von Festkörpern.- 5.4. Wärmeausdehnung — anharmonische Einflüsse.- 5.4.1. Experimentelle Befunde.- 5.4.2. Phänomenologische Beschreibung — Grüneisen-Regel.- 5.4.3. Deutung der thermischen Ausdehnung fester Stoffe.- 5.4.4. Weitere Folgen der Anharmonizität.- 5.4.5. Grüneisen-Parameter.- 5.5. Wärmeleitung in festen Stoffen — Phononenanteil.- 5.5.1. Phänomenologische Beschreibung.- 5.5.2. Phononenmodell der Wärmeleitung.- 5.5.3. N- und U-Prozesse bei der Phonon-Phonon-Wechselwirkung.- 6. Elektronen im Festkörper.- 6.1. Quantenmechanische Grundlagen.- 6.2. Näherung freier Elektronen.- 6.2.1. Grundlagen und Anwendungsbereich.- 6.2.2. Beschreibung der Elektronenzustände und ihre Besetzung im Grundzustand.- 6.2.3. Besetzung der Zustände bei T ? 0.- 6.2.4. Beitrag der Elektronen zur Wärmekapazität des Festkörpers.- 6.2.5. Elektrostatische Abschirmung.- 6.2.6. Elektronenemission.- 6.2.7. Zustände freier Elektronen im Magnetfeld.- 6.3. Elektronen im periodischen Potential.- 6.3.1. Allgemeine Eigenschaften der Lösungen, Bloch-Funktionen.- 6.3.2. Näherung fast freier Elektronen.- 6.3.3. Näherung stark gebundener Elektronen.- 6.4. Eigenschaften und Dynamik der Kristallelektronen.- 6.4.1. Quasiklassische Bewegungsgleichungen.- 6.4.2. Effektive Masse.- 6.4.3. Isolatoren — Halbleiter — Metalle.- 6.4.4. Elektronen — Defektelektronen.- 6.5. Transportvorgänge.- 6.5.1. Grundlagen.- 6.5.2. Boltzmann-Gleichung.- 6.5.3. Elektrische Leitfähigkeit.- 6.5.4. Streuung der Ladungsträger.- 6.5.5. Leitfähigkeit dünner Schichten.- 6.5.6. Wärmeleitfähigkeit.- 6.5.7. Thermoelektrische Effekte.- 6.5.8. Hall-Effekt und magnetische Widerstandsänderung.- 6.5.9. Weitere Transporterscheinungen unter Einwirkung eines Magnetfeldes.- 6.6. Grenzen des Bändermodells.- 7 Halbleiter.- 7.1. Historisches, Begriff und Eigenschaften.- 7.2. Bandstruktur der Halbleiter.- 7.2.1. Standardbänder.- 7.2.2. Bandstrukturen einiger Halbleiter.- 7.2.3. Einfluß der chemischen Fehlordnung auf die Bandstruktur.- 7.2.4. Einfluß der strukturellen Fehlordnung und der Oberfläche auf die Bandstruktur.- 7.2.5. Bändermodell und Makropotentiale.- 7.3. Statistik der freien Ladungsträger im thermodynamischen Gleichgewicht.- 7.3.1. Besetzungswahrscheinlichkeiten der Energiezustände.- 7.3.2. Konzentrationen der Elektronen und Löcher.- 7.3.3. Eigenhalbleiter.- 7.3.4. Störstellenhalbleiter.- 7.3.5. Störstellenhalbleiter mit einer Sorte einwertiger Störstellen.- 7.3.6. Kompensierte Halbleiter.- 7.3.7. Raumladungen und Felder in Halbleitern.- 7.3.8. p/n-Übergang im Gleichgewicht.- 7.4. Halbleiter im Nichtgleichgewicht.- 7.4.1. Generation und Rekombination von Ladungsträgern.- 7.4.2. Quasi-Fermi-Niveaus.- 7.4.3. Bilanzgleichungen.- 7.4.4. Lösungen der Bilanzgleichungen für Sonderfälle.- 7.4.5. Erscheinungen an Kontakten.- 7.4.6. p/n-Übergang im Nichtgleichgewicht.- 7.4.7. Halbleiter bei hohen Feldstärken.- 8. Metalle und metallische Legierungen.- 8.1. Historisches, Begriff und Eigenschaften.- 8.2. Metallische Elemente.- 8.2.1. Metallischer Zustand und Periodensystem.- 8.2.2. Gitterstruktur.- 8.2.3. Polymorphismus durch Temperaturveränderung.- 8.2.4. Polymorphismus durch Druckerhöhung.- 8.3. Metallische Legierungen.- 8.3.1. Kennzeichen einer metallischen Legierung.- 8.3.2. Kristallgemische.- 8.3.3. Mischkristalle.- 8.3.4. Intermetallische Verbindungen.- 8.4. Zustandsdiagramme.- 8.4.1. Gibbssches Phasengesetz.- 8.4.2. Die wichtigsten Zustandsdiagramm-Typen.- 8.4.3. Verwendung von Zustandsdiagrammen.- 8.5. Elektrische Leitfähigkeit von Metallen.- 8.5.1. Elektronensystem in Metallen.- 8.5.2. Fermi-Flächen von Metallen.- 8.5.3. Bandstruktur und Fermi-Flächen spezieller Metalle.- 8.5.4. Elektrische Leitung in Metallen.- 8.6. Supraleiter.- 8.6.1. Die typischen Eigenschaften der Supraleiter.- 8.6.2. Theoretische Überlegungen zur Supraleitung.- 8.6.3. Josephson-Effekte.- 8.6.4. Anwendung von Supraleitern.- 9. Dielektrika und Ferroelektrika.- 9.1. Dielektrische Festkörper.- 9.1.1. Historisches, Bedeutung und typische Eigenschaften.- 9.1.2. Relative Dielektrizitätskonstante.- 9.1.3. Dielektrische Polarisation.- 9.1.4. Messung der komplexen Dielektrizitätskonstante.- 9.2. Theoretische Grundlagen dielektrischer Eigenschaften von Festkörpern.- 9.2.1. Lokales Feld.- 9.2.2. Theoretische Beschreibung der Polarisation in Festkörpern im Gleichfeld.- 9.2.3. Beschreibung der Polarisation von Festkörpern im Wechselfeld.- 9.3. Leitungsvorgänge in Isolierstoffen.- 9.3.1. Ionenleitung.- 9.3.2. Elektronenleitung bei niedrigen Feldstärken.- 9.3.3. Elektronenleitung bei hohen Feldstärken.- 9.3.4. Durchschlagsmechanismen.- 9.4. Die typischen Eigenschaften der Ferroelektrika.- 9.5. Phänomenologische Beschreibung der Ferroelektrika.- 9.5.1. Potentialfunktion der Ferroelektrika.- 9.5.2. Phasenumwandlungen in festen Körpern.- 9.5.3. Hysteresekurve ferroelektrischer Kristalle.- 9.5.4. Dielektrizitätskonstante ferroelektrischer Kristalle.- 9.5.5. Domänen in ferroelektrischen Kristallen.- 9.5.6. Ferroelektrische Gitterschwingungen.- 9.6. Eigenschaften wichtiger Ferroelektrika.- 9.7. Antiferroelektrika.- 9.8. Piezoelektrizität und verwandte Erscheinungen.- 9.8.1. Grundgleichungen elektromechanischer Effekte.- 9.8.2. Eigenschaften der Piezoelektrika.- 9.8.3. Elektrostriktion.- 9.8.4. Pyroelektrizität.- 10. Magnetische Erscheinungen in festen Stoffen.- 10.1. Diamagnetismus.- 10.1.1. Die typischen Eigenschaften der Magnetwerkstoffe.- 10.1.2. Grundlagen magnetischer Erscheinungen.- 10.1.3. Magnetisches Moment diamagnetischer Stoffe.- 10.1.4. Diamagnetische Festkörper.- 10.2. Paramagnetismus.- 10.2.1. Magnetisches Moment eines Gitterbausteins.- 10.2.2. Elektronensystem im Magnetfeld.- 10.2.3. Van-Vleckscher Paramagnetismus.- 10.2.4. Paramagnetismus quasifreier Elektronen.- 10.2.5. Dia- und Paramagnetismus in Festkörpern.- 10.3. Ferromagnetismus.- 10.3.1. Die typischen Eigenschaften der Ferromagnetika ..- 10.3.2. Hysteresekurve ferromagnetischer Kristalle.- 10.3.3. Ferromagnetische Domänen.- 10.3.4. Curie-Temperatur.- 10.4. Theoretische Vorstellungen zum Ferromagnetismus.- 10.4.1. Heisenberg-Modell.- 10.4.2. Bändertheorie des Ferromagnetismus.- 10.4.3. Spinwellentheorie und Magnonen.- 10.5. Antiferromagnetismus.- 10.6. Ferrimagnetismus.- 10.7. Eigenschaften wichtiger magnetischer Werkstoffe.- 10.8. Magnetische Anisotropie.- 10.9. Magnetostriktion.- 10.10. Elektronenspinresonanz (ESR).- 10.11. Akustische paramagnetische Resonanz (APR).- 10.12. Kernmagnetische Resonanz (NMR).- 10.13. Ergebnisse hochfrequenzspektroskopischer Forschung an Festkörpern.- 11. Optische Eigenschaften der Festkörper.- 11.1. Historisches, Begriff und Bedeutung.- 11.2. Optische Materialgrößen isotroper Festkörper.- 11.2.1. Grundlagen der klassischen Theorie.- 11.2.2. Zurückführung auf Dielektrizitätskonstante und Leitfähigkeit.- 11.2.3. Reflexion bei senkrechter Inzidenz.- 11.2.4. Fresnel-Koeffizienten.- 11.2.5. Meßergebnisse.- 11.2.6. Interpretation der Dispersionskurven.- 11.3. Dünnschichtoptik.- 11.3.1. Bedeutung dünner Schichten für die Optik.- 11.3.2. Transparente Einfachschicht.- 11.3.3. Systeme mehrerer Schichten.- 11.3.4. Beispiele einfacher Schichtsysteme.- 11.3.5. Absorbierende Schichten.- 11.3.6. Polarimetrie (Ellipsometrie).- 11.4. Kristalloptik — nichtlineare Optik.- 11.4.1. Allgemeine Grundlagen.- 11.4.2. Fresnel-Gleichungen — optische Achsen.- 11.4.3. Strahlen- und Normalenflächen.- 11.4.4. Optische Eigenschaften und Kristallstruktur.- 11.4.5. Dichroismus — Polarisationsfilter.- 11.4.6. Nichtlineare Polarisation.- 11.4.7. Erzeugung optischer Oberwellen.- 11.4.8. Phasenanpassung in anisotropen Kristallen.- 11.4.9. Nichtlineare Prozesse als Photon-Photon-Wechselwirkung.- 11.5. Photoeffekte.- 11.5.1. Übersicht.- 11.5.2. Photon-Elektron-Phonon-Wechselwirkung.- 11.5.3. Exzitonen.- 11.5.4. Photoleitung.- 11.5.5. Photoelemente, Photospannungen (Photo-EMK).- 11.5.6. Photochemische Erscheinungen.- 11.5.7. Lumineszenz und Phosphoreszenz.- 11.5.8. Halbleiterlaser, Festkörper-Quantenelektronik.- Sach- und Namenverzeichnis.