Overview

Aus den sehr zahlreich gewordenen Sonderzweigen der Physik tritt das Gebiet der Festkorperphysik immer markanter und bedeutungsvoller hervor. In ihrem Mittel- punkt steht die Frage, wie die fast unerschopfliche Fiille naturlicher und technologisch geschaffener Eigenschaften der festen Korper von Grund auf, d. h. aus ihrem ato- maren Feinbau heraus, zu verstehen ist. Mit deren Beantwortung weist sie sogleich Wege und Moglichkeiten auf, diese fur die verschiedensten Zweige der menschlichen Produktion gezielt zu verandern und neu zu synthetisieren. Die Festkorperphysik durchdringt daher fast aIle ubrigen Teilgebiete der Physik und ist im Grunde genom- men nichts anderes als eine auf die speziellen Probleme der festen Korper angewandte allgemeine Physik. Dabei zeigt sich, daB trotz aller Verschiedenheit der makroskopisch zutage tretenden Phanomene die mechanischen, thermischen, optischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften fast ausschlieBlich aus der Struktur, d. h. der Anordnung der kleinsten Teilchen, resultieren. 1m Vordergrund aller Betrachtungen stehen daher immer wieder das Kristallgitter und die in ihm wirkenden Krafte und Wechselwirkungen. Jeder 1ltudierende der technischen Wissenschaften, aber auch jeder Werktatige, der verantwortungsbewuBt an der Weiterentwicklung der Technik mitarbeitet, sollte sich daher die Grundlagen, Anwendungsmoglichkeiten und Entwicklungstendenzen der Festkorperphysik zu eigen machen. In diesem Sinne solI das Buch helfen, einen ersten Einblick in die fur dieses Gebiet typischen Begriffe und Denkmodelle zu ver- mitteln, die fiir ein weiteres V ordringen und die Bewaltigung speziellerer Pro bleme unerlaBlich sind.

Full Product Details

Author:   Helmut Lindner
Publisher:   Springer Fachmedien Wiesbaden
Imprint:   Vieweg+Teubner Verlag
Edition:   1978 ed.
Dimensions:   Width: 17.00cm , Height: 1.10cm , Length: 24.40cm
Weight:   0.375kg
ISBN:  

9783528040864

ISBN 10:   3528040866
Pages:   208
Publication Date:   01 January 1979
Audience:   Professional and scholarly ,  Professional & Vocational
Format:   Paperback
Publisher's Status:   Active
Availability:   In Print  
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Language:   German

Table of Contents

1. Kristalle und Kristallgitter.- 1.1. Kristallsysteme.- 1.2. Das Gesetz der rationalen Indizes.- 1.3. Das Kristallgitter.- 1.3.1. Die primitive Elementarzelle.- 1.3.2. Die Bravais-Gitter.- 1.3.3. Wigner-Seitz-Zellen.- 1.3.4. Netzebenen.- 1.3.5. Praktisch wichtige Gittertypen.- 1.4. Die Ermittlung der Kristallstruktur.- 1.4.1. Die Beugung von Roentgenstrahlen am Kristallgitter.- 1.4.2. Die Braggsche Bedingung.- 1.4.3. Experimentelle Verfahren der Roentgenbeugung.- 1.4.4. Die Beugung von Neutronen am Kristallgitter.- 1.5. Das reziproke Gitter.- 1.5.1. Der Wellenzahlvektor.- 1.5.2. Reziproke Vektoren.- 1.5.3. Der reziproke Gittervektor.- 1.5.4. Reziproke Gitter.- 1.6. Brillouin-Zonen.- 2. Die Bindungskrafte im Festkoerper.- 2.1. Die Bindungsenergie.- 2.2. Bindungsarten.- 2.2.1. Die Kristalle der Edelgase.- 2.2.2. Die Ionenkristalle.- 2.2.3. Kristalle mit Atombindung.- 2.2.4. Die Kristalle der Metalle.- 3. Gitterfehler.- 3.1. Kristallite und Korngrenzen.- 3.2. Arten der Gitterfehler.- 3.3. Einzelne Fehlstellen.- 3.3.1. Leerstellen und Zwischengitterplatze.- 3.3.2. Zur Entstehung der Leerstellen.- 3.3.3. Die Ionenleitung.- 3.3.4. Fremdstoerstellen.- 3.3.5. Farbzentren.- 3.4. Linienhafte Fehlordnungen.- 3.4.1. Stufenversetzung.- 3.4.2. Schraubenversetzung.- 3.5. Flachenhafte Fehlordnungen.- 3.5.1. Stapelfehler.- 3.5.2. Kleinwinkelkorngrenzen.- 3.6. Sichtbarmachung von Gitterfehlern.- 3.6.1. AEtzgrubchen.- 3.6.2. Oberflachendekoration.- 3.6.3. Roentgentopografie.- 3.6.4. Elektronenmikroskopischer Beugungskontrast.- 3.6.5. Spannungsoptischer Kontrast.- 4. Mechanische Eigenschaften der Festkoerper.- 4.1. Elastische Eigenschaften.- 4.1.1. Das Hookesche Gesetz.- 4.1.2. Poissonsche Zahl und Schallgeschwindigkeit.- 4.1.3. Elastizitat von Einkristallen.- 4.2. Plastische Eigenschaften.- 4.2.1. Deformation durch Schubspannung.- 4.2.2. Schubfestigkeit fester Koerper.- 4.2.3. Die Verfestigungskurve polykristalliner Festkoerper.- 4.3. Plastische Verformung von Einkristallen.- 4.3.1. Entstehung von Gleitpaketen.- 4.3.2. Gleitung und Versetzung.- 4.4. Verformbarkeit und Versetzungsdichte.- 4.5. Verfestigung und Versetzungen.- 4.6. Reissfestigkeit und Bindungsenergie.- 5. Gitterschwingungen und Phononen.- 5.1. Die Entstehung von Gitterschwingungen.- 5.2. Das Spektrum der Gitterschwingungen.- 5.3. Die maximale Eigenfrequenz eines Gitterbausteins..- 5.4. Phononen.- 5.4.1. Phononen als Teilchen.- 5.4.2. Arten der Phononen.- 5.5. Phononenspektren.- 5.5.1. Die Dispersionsrelation im Kristall.- 5.5.2. Die Geschwindigkeit der Phononen.- 5.6. Thermische Phononen.- 5.7. Wechselwirkungen der Phononen mit anderen Teilchen.- 5.7.1. Absorption und Streuung von Licht.- 5.7.2. Stoesse zwischen Photonen und Phononen.- 5.7.3. Die Brillouin-Streuung.- 5.7.4. Streuung von Neutronen an Phononen.- 6. Thermische Eigenschaften der Festkoerper.- 6.1. Die spezifische Warmekapazitat.- 6.2. Charakteristische und Debye-Temperatur.- 6.3. Die Warmeleitung im Festkoerper.- 6.3.1. Streuprozesse zwischen Phononen.- 6.3.2. Die Warmeleitfahigkeit.- 7. Die Metalle als Stromleiter.- 7.1. Die klassische Elektronentheorie.- 7.1.1. Die Dichte des Elektronengases.- 7.1.2. Die mittlere thermische Geschwindigkeit der Elektronen.- 7.1.3. Driftgeschwindigkeit und Ohmsches Gesetz.- 7.1.4. Die Loulesche Warme.- 7.1.5. Das Wiedemann-Franzsche Gesetz.- 7.1.6. Das Versagen der klassischen Elektronentheorie.- 7.2. Quantenmechanische Betrachtung des Elektronengases.- 7.2.1. Der k-Raum des freien Elektronengases.- 7.2.2. Fermi-Kugel und Grenzenergie.- 7.2.3. Fermi-Geschwindigkeit und Temperatur.- 7.2.4. Der elektrische Widerstand der Metalle.- 7.2.4.1. Allgemeines Verhalten.- 7.2.4.2. Die Matthiessensche Regel.- 7.2.5. Das Fermische Verteilungsgesetz.- 7.2.6. Fermi-Verteilung und Temperatur.- 7.2.7. Die Gasentartung.- 7.3. Die spezifische Warmekapazitat des Elektronengases.- 7.4. Fermi-Flachen in Metallen.- 7.4.1. Fermi-Kugeln im reziproken Gitter.- 7.4.2. Der De-Haas-van-Alphen-Effekt.- 8. Das Bandermodell.- 8.1. Die Entstehung von Energiebandern.- 8.2. Anordnungen von Energiebandern.- 8.3. Die Struktur von Energiebandern.- 8.3.1. Energieverteilung freier Elektronen.- 8.3.2. Die Entstehung von Energielucken.- 8.3.3. Energielucken und Brillouin-Zonen.- 8.3.4. Bandstruktur und effektive Masse.- 8.4. Messung der Beweglichkeit und der effektiven Masse von Ladungstragern.- 8.4.1. Der Hall-Effekt.- 8.4.2. Die Zyklotronresonanz.- 9. Halbleiter.- 9.1. Reine (undotierte) Halbleiter.- 9.1.1. Arten der Halbleiter.- 9.1.2. Herstellung reinsten Materials.- 9.1.3. Die Eigenleitung...- 9.1.3.1. Die Entstehung der Eigenleitung.- 9.1.3.2. Elektronen und Loecher.- 9.1.3.3. Die Bandstruktur der Halbleiter.- 9.2. Dotierte Halbleiter.- 9.2.1. Entstehung der n-und p-Leitung..- 9.2.2. Das Bandermodell des dotierten Halbleiters.- 9.3. Die Tragerdichte in Halbleitern.- 9.3.1. Anwendung der Fermi-Statistik auf Halbleiter.- 9.3.2. Zustands- und Intrinsicdichte.- 9.3.3. Die Lage des Fermi-Niveaus.- 9.4. Das Massenwirkungsgesetz.- 9.5. Die Tragerbeweglichkeiten.- 9.6. Die Messung der Driftbeweglichkeit.- 9.7. Die pn-Kombination.- 9.7.1. Der stromlose pn-UEbergang.- 9.7.1.1. Herstellungswege.- 9.7.1.2. Vorgange im pn-UEbergang.- 9.7.1.3. Die Entstehung der Sperrschicht.- 9.7.1.4. Der Potentialverlauf.- 9.7.1.5. Das Bandermodell des pn-UEberganges.- 9.7.2. Der pn-UEbergang bei Stromfluss.- 9.7.2.1. Polung in Flussrichtung.- 9.7.2.2. Polung in Sperrichtung.- 9.7.2.3. Die Kennlinie des pn-UEberganges.- 9.7.3. Anwendungen.- 10. Optische Eigenschaften der Festkoerper.- 10.1. Die Wirkung elektromagnetischer Strahlen.- 10.1.1. Allgemeiner UEberblick.- 10.1.2. Durchlassigkeit und Brechung.- 10.1.3. Die Absorption von ?-und Roentgenstrahlen.- 10.2. Die Absorption in Metallen.- 10.3. Die Absorption in Halbleitern und Ionenkristallen.- 10.3.1. Absorptionskanten.- 10.3.2. Absorption und Elektronendichte.- 10.3.3. Direkte und indirekte UEbergange.- 10.4. Weitere Wirkungen der Strahlenabsorption.- 10.4.1. Die Fotoleitfahigkeit.- 10.4.2. Fotodioden.- 10.4.3. Fotoelemente.- 10.5. Lumineszenz....- 10.5.1. Die Stokessche Regel.- 10.5.2. Arten der Lumineszenz in Festkoerpern.- 10.5.3. Injektionslichtquellen (Leuchtdioden).- 10.5.4. Leuchtkondensatoren.- 10.6. Exzitonen.- 11. Die Supraleitung.- 11.1. Supraleiter I. Art.- 11.1.1. Sprungtemperatur und Dauerstrom.- 11.1.2. Magnetfeld und Supraleitung.- 11.2. Elektronentheoretische Deutung der Supraleitung.- 11.2.1. Erste Anhaltspunkte.- 11.2.2. Cooper-Paare.- 11.2.3. Die Energielucke.- 11.2.4. Die Messung der Energielucke.- 11.3. Der Suprastrom als Quantenerscheinung.- 11.3.1. Das Flussquant.- 11.3.2. Messung des Flussquants.- 11.3.3. Der Josephson-Effekt.- 11.3.3.1. Der Josephson-Gleichstrom.- 11.3.3.2. Der Josephson-Wechselstrom.- 11.4. Supraleiter II. Art.- 11.4.1. Kritische Groessen.- 11.4.2. Flussschlauche.- 11.4.3. Harte Supraleiter..- 12. Magnetische Eigenschaften der Festkoerper.- 12.1. Magnetische Grundeigenschaften und Grundgroessen.- 12.1.1. Grundgroessen des magnetischen Feldes.- 12.1.2. Allgemeines Verhalten der Stoffe im Magnetfeld.- 12.2. Der atomare Ursprung des Magnetismus.- 12.2.1. Das magnetische Bahn-und Spinmoment.- 12.2.2. Dia- und paramagnetische Festkoerper.- 12.2.3. Der Paramagnetismus der Metalle.- 12.3. Struktureller Magnetismus.- 12.3.1. Spinstrukturen.- 12.3.2. Spinstruktur und Atombau.- 12.3.3. Die Austauschenergie.- 12.4. Der Ferromagnetismus.- 12.4.1. Die Magnetisierungskurve.- 12.4.2. Ferromagnetismus und Temperatur.- 12.4.3. Domanen.- 12.4.4. Die Bloch-Wande und ihre Verschiebung.- 12.5. Der Antiferromagnetismus.- 12.6. Der Ferrimagnetismus.- 12.6.1. Allgemeine Eigenschaften ferrimagnetischer Stoffe.- 12.6.2. Zylinderdomanen in dunnen Schichten.- 12.6.3. Bewegung und Detektion von Zylinderdomanen.- 13. Die dielektrischen Eigenschaften der Festkoerper.- 13.1. Das elektrische Feld im Festkoerper.- 13.1.1. Die Feldgroessen.- 13.1.2. Die Entelektrisierung.- 13.2. Atomare Ursachen der Polarisation.- 13.2.1. Die permanente Polarisation.- 13.2.2. Die Verschiebungspolarisation.- 13.2.3. Die Orientierungspolarisation.- 13.2.4. Polarisierbarkeit und Dielektrizitatszahl.- 13.3. Ferroelektrische Erscheinungen.- 13.3.1. Ferroelektrische Dielektrika.- 13.3.2. Die Sattigungspolarisation.- 13.3.3. Ferroelektrizitat und Temperatur..- 13.3.4. Ferroelektrische Hysteresis und Domanen.- 13.3.5. Antiferroelektrische Kristalle.- 13.4. Die Piezoelektrizitat.- 13.4.1. Piezoelektrizitat und Druckspannung.- 13.4.2. Atomare Ursache der Piezoelektrizitat.- 13.4.3. Ferroelektrische Keramiken.- 13.4.4. Der inverse piezoelektrische Effekt.- 13.4.5. Wirkungsgrad und Anwendungen des piezoelektrischen Effektes.- 14. Atomphysikalische Grundlagen.- 14.1. Anzahl, Masse und Raumbeanspruchung der Atome.- 14.2. Ergebnisse der klassischen Warmetheorie.- 14.3. Das Maxwell-Boltzmannsche Verteilungsgesetz.- 14.4. Wellen und Teilchen.- 14.4.1. Energiequanten.- 14.4.2. Energie und Impuls von Teilchen und Strahlungsquanten.- 14.4.3. Der Dualismus Welle-Teilchen.- 14.5. Das Bohrsche Atommodell.- 14.5.1. Die Bestandteile des Atoms.- 14.5.1.1. Der Atomkern.- 14.5.1.2. Die Atomhulle.- 14.5.2. Die Bohrschen Postulate.- 14.5.3. Das Wasserstoffatom.- 14.5.3.1. Der Atomradius.- 14.5.3.2. Die Energie des kreisenden Elektrons.- 14.5.3.3. Anregung und Serienformeln.- 14.5.3.4. Ionisierung.- 14.5.4. Die weiteren Quantenzahlen.- 14.5.4.1. Die Hauptquantenzahl n.- 14.5.4.2. Die Nebenquantenzahl l.- 14.5.4.3. Die magnetische Quantenzahl m.- 14.5.4.4. Die Spinquantenzahl s.- 14.5.5. Der Aufbau der groesseren Atome.- 14.5.5.1. Das Pauli-Prinzip.- 14.5.5.2. Schalenbau und Periodensystem.- 14.6. Das Orbitalmodell.- 14.6.1. Die Weiterfuhrung der Quantentheorie.- 14.6.2. Die physikalische Bedeutung der Wellenfunktion.- 14.6.3. Beispiele fur Orbitalmodelle.- Anhang: Tabelle 11. Eigenschaften fester Koerper.- Tabelle 12. Eigenschaften von Halbleitern.- Literatur- und Quellenverzeichnis.- Bildquellenverzeichnis.- Sachwortverzeichnis..

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