201040 Lecture

WiSe 12/13: Festkörperphysik für Bachelor

Martha Lux-Steiner

Information for students

Zielgruppe:
Studierende im Bachelorstudiengang Physik (Wahlpflichtmodul) Sonstige Bemerkungen: Die regelmäßige Bearbeitung der Übungsblätter und die aktive Teilnahme an den Übungsgruppen ist für den Lernerfolg und zur Erlangung der Scheine erforderlich. Übungstermine nach Vereinbarung

Voraussetzungen: Zugangsvoraussetzungen: keine

Empfohlen:
Experimentalphysik 4 (die Vorlesung baut unmittelbar auf dieser Vorlesung auf!), Quantentheorie 1 close

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Inhalt:
Halbleiter (ca. 3 Wochen):
intrinsische Eigenschaften, Dotierung, thermoelektrische Effekte, Halbmetalle, p-n-Übergang, Schottky-Modell, Sättigungsstrom

Magnetismus (ca. 3 Wochen):
Theorie des Dia- und Paramagnetismus, paramagnetische Suszeptibiliztät der Leitungselektronen, Ferromagnetismus, Heisenberg Austausch-Wechselwirkung, Stoner-Wohlfahrt-Modell, Molekularfeld-Näherung, Magnonen, magnetische Domänen, Antiferromagnetismus, Ferrimagnetismus, kritische Exponenten

Supraleitung (ca. 3 Wochen):
Feldabhängigkeit, Meissner-Ochsenfeld-Effekt, Wärmekapazität, Energielücke, Mikrowellen- und Infraroteigenschaften, Isotopen-Effekt, Thermodynamik des supraleitenden Übergangs, London-Gleichungen, Kohärenzlänge, Cooper-Paare, BCS-Theorie, Fluss-Quantisierung, Typ II-Supraleiter, Vortex-Zustände,kritische Felder, Josephson-Effekt, Quanteninterferenz

Quasiteilchen (ca. 2 Wochen):
dielektrische Funktion des Elektronengases, Reflektivität, Plasmonen, Elektron-Phonon-Wechselwirkung: Polaronen, Polaritonen, Exzitonen, Fermi-Flüssigkeit, Mott-Übergang, Raman-Effekt in Kristallen, Energieverlust schneller Elektronen im Festkörper

Oberflächen- und Grenzflächenphysik (ca. 2 Wochen):
Kristallographie der Oberflächen, RHEED, Bandstruktur der Oberflächen, Magnetowiderstand, Quanten-Hall-Effekt, Schottky-Barriere, Heterostrukturen, Leuchtdioden und Halbleiterlaser, Versetzungen

Nanostrukturen (ca. 1 Woche)
Abbildungsmethoden, elektronische Struktur und Transport in 1D, elektronische Struktur und Transport in 0D, vibratorische und thermische Eigenschaften von Nanostrukturen

Nichtkristalline Festkörper (ca. 1/2 Woche):
Beugungsmuster, Gläser, amorphe Ferromagneten, amorphe Halbleiter

Punktdefekte (ca. 1/2 Woche):
Gitterfehlstellen, Farbzentren, Frenkel-Defekte, Schottky-Defekte, F-Zentren close

Suggested reading

Literatur:
  1. 1. Ch. Kittel: Einführung in die Festkörperphysik
  2. 2. Ashcroft/Mermin: Solid State Physics
  3. 3. Ibach/Lüth: Einführung in die Festkörperphysik
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