Elektronen Im Kristall

ISBN-13: 9783709185216 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 418 str.

R. Herrmann; U. Preppernau

Spis treści

1. Statistik der Ladungsträger im Festkörper.- 1.1. Elektronen im Metall.- 1.1.1. Einfache Modellvorstellung für ein Metall.- 1.1.2. Energiezustände eines Gases quasifreier Elektronen.- 1.1.3. Elektronen im Metall bei T = 0 K.- 1.1.4. Elektronen im Metall bei T > 0 K.- 1.1.5. Beitrag der Elektronen zur Wärmekapazität eines Metalls.- 1.2. Halbmetalle.- 1.3. Statistik der Ladungsträger im Halbleiter.- 1.3.1. Modellvorstellung für einen Halbleiter.- 1.3.2. Kriterium für die Anwendbarkeit der klassischen Statistik beim Halbleiter.- 1.3.3. Eigenhalbleiter.- 1.3.4. Störstellenhalbleiter.- 2. Gitterschwingungen und Phononen.- 2.1. Gitterschwingungen.- 2.1.1. Charakterisierung der Gitterschwingungen.- 2.1.2. Das Schwingungsspektrum des eindimensionalen Gitters einer einzigen Atomsorte.- 2.1.3. Das Schwingungsspektrum des eindimensionalen Gitters zweier Atomsorten.- 2.1.4. Das Schwingungsspektrum des dreidimensionalen Gitters.- 2.2. Phononen.- 2.2.1. Quantisierung der Gitterschwingungen.- 2.2.2. Eigenschaften der Phononen.- 2.3. Berechnung des Gitterbeitrages zur Wärmekapazität von Festkörpern.- 2.3.1. Klassische Theorie der Wärmekapazität.- 2.3.2. Das Einstein-Modell.- 2.3.3. Das Debye-Modell.- 3. Kristallstruktur und Gitter.- 3.1. Grundbegriffe für die Beschreibung der Kristallstruktur.- 3.2. Die sieben Kristallsysteme und ihre vierzehn Bravais-Gitter.- 3.3. Behandlung praktisch wichtiger Bravais-Gitter und Kristallstrukturen.- 3.3.1. Das einfache kubische Gitter (sc).- 3.3.2. Das kubisch-raumzentrierte Gitter (krz).- 3.3.3. Das kubisch-flächenzentrierte Gitter (kfz).- 3.3.4. Das hexagonale Gitter.- 3.3.5. Einige konkrete Kristallstrukturen.- 3.4. Das reziproke Gitter.- 3.4.1. Definition und Eigenschaften des reziproken Gitters.- 3.4.2. Das reziproke Gitter eines einfachen kubischen Gitters.- 3.4.3. Das reziproke Gitter eines kubisch-raumzentrierten Gitters.- 3.4.4. Das reziproke Gitter eines kubisch-flächenzentrierten Gitters.- 3.4.5. Das reziproke Gitter eines hexagonalen Gitters.- 3.5. Charakterisierung von Ebenen und Richtungen im Kristall.- 3.6. Brillouin-Zonen.- 3.6.1. Definition und Eigenschaften der Brillouin-Zonen.- 3.6.2. Brillouin-Zone eines einfachen kubischen Gitters.- 3.6.3. Brillouin-Zone eines kubisch-raumzentrierten Gitters.- 3.6.4. Brillouin-Zone eines kubisch-flächenzentrierten Gitters.- 3.6.5. Brillouin-Zone eines hexagonalen Gitters.- 3.7. Laue-Interferenzbedingungen und Bragg-Reflexion.- 4. Elektronen im Gitter.- 4.1. Die. Schrödinger-Gleichung der Kristallelektronen.- 4.1.1. Das Vielteilchen-Problem.- 4.1.2. Das Bloch-Theorem.- 4.1.3. Das effektive Potential.- 4.1.4. Der endliche Kristall.- 4.2. Grundgedanken zur Bandstrukturberechnung.- 4.2.1. Näherung freier Elektronen.- 4.2.2. Näherung nahezu freier Elektronen (schwache Bindung).- 4.2.3. Näherung stark gebundener Elektronen (starke Bindung).- 4.3. Die Fermi-Fläche.- 4.3.1. Allgemeine Bemerkungen zur Fermi-Fläche.- 4.3.2. Harrison-Methode zur Konstruktion der Fermi-Fläche.- 4.4. Ergebnisse realer Bandstrukturberechnungen.- 4.4.1. Überblick über Festkörpertypen.- 4.4.2. Fermi-Flächen einiger Metalle.- 4.4.3. Bindungsverhältnisse und Bandstruktur von Halbleitern.- 5. Grundbeziehungen der Dynamik der Kristallelektronen (Quasiklassische Beschreibung).- 5.1. Der Tensor der reziproken effektiven Masse.- 5.2. Bewegung der Kristallelektronen unter dem Einfluß der Lorentz-Kraft.- 5.2.1. Bewegungsgleichungen.- 5.2.2. Charakterisierung der Zyklotronbahnen.- 5.3. Die effektive Zyklotronmasse.- 6. Die elektrische Leitfähigkeit.- 6.1. Das Ohmsche Gesetz.- 6.2. Die kinetische Boltzmann-Gleichung.- 6.3. Die elektrische Leitfähigkeit in Metallen.- 6.3.1. Berechnung des Leitfähigkeitstensors.- 6.3.2. Einfluß des Energiespektrums auf die elektrische Leitfähigkeit.- 6.3.3. Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit.- 6.4. Galvanomagnetische Effekte in Metallen.- 6.4.1. Berechnung des Leitfähigkeitstensors.- 6.4.2. Magnetowiderstand.- 6.4.3. Hall-Effekt.- 6.5. Die elektrische Leitfähigkeit in Halbleitern.- 6.5.1. Berechnung des Leitfähigkeitstensors.- 6.5.2. Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit.- 6.6. Galvanomagnetische Effekte in Halbleitern.- 6.6.1. Berechnung des Leitfähigkeitstensors.- 6.6.2. Magnetowiderstand.- 6.6.3. Hall-Effekt.- 7. Ladungsträger im homogenen Magnetfeld (Quantenmechanische Beschreibung).- 7.1. Landau-Quantisierung.- 7.1.1. Landau-Quantisierung in Metallen.- 7.1.2. Landau-Quantisierung in Halbleitern.- 7.2. Die Zustandsdiehte.- 7.3. Schubnikow-de-Haas-Effekt.- 7.3.1. Vorbetrachtungen.- 7.3.2. Oszillationen des transversalen Magnetowiderstandes.- 7.3.3. Oszillationen des longitudinalen Magnetowiderstandes.- 7.4. De-Haas-van-Alphen-Effekt.- 8. Verhalten der Festkörper unter dem Einfluß eines elektromagnetischen Wechselfeldes.- 8.1. Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in homogenen isotropen Festkörpern.- 8.1.1. Wellengleichungen.- 8.1.2. Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in idealen Isolatoren.- 8.1.3. Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in Leitern.- 8.2. Reflexion und Absorption.- 8.2.1. Reflexion.- 8.2.2. Absorption.- 8.3. Wechselwirkung elektromagnetischer Strahlung mit den Elektronen des Festkörpers (Mikroskopisches Bild von Dispersion und Absorption).- 8.3.1. Wechselwirkung der Strahlung mit gebundenen Elektronen.- 8.3.2. Wechselwirkung der Strahlung mit quasifreien Elektronen.- 8.4. Skineffekt in Metallen.- 8.4.1. Vorbetrachtungen.- 8.4.2. Die Oberflächenimpedanz.- 8.4.3. Normaler Skineffekt.- 8.4.4. Anomaler Skineffekt.- 9. Hochfrequenzphänomene von Festkörpern im äußeren (statischen) Magnetfeld.- 9.1. Zyklotronresonanz.- 9.1.1. Wesen der Zyklotronresonanz.- 9.1.2. Diamagnetische Resonanz (in Halbleitern).- 9.1.3. Asbel-Kaner-Zyklotronresonanz (in Metallen).- 9.2. Magnetische Oberflächenzustände.- 9.3. Anomales Eindringen eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes in ein Metall.- 9.4. Größeneffekte.- 10. Das Festkörperplasma.- 10.1. Allgemeine Eigenschaften des Festkörperplasmas.- 10.2. Festkörperplasma im Magnetfeld.- 10.2.1. Isotropes Festkörperplasma im Magnetfeld.- 10.2.2. Anisotropes Festkörperplasma im Magnetfeld.- 10.3. Ausbreitung elektromagnetischer Wellen im Festkörperplasma.- 10.3.1. Der Dielektrizitätstensor.- 10.3.2. Dispersionsbeziehungen.- 10.3.3. Helikonwellen.- 10.3.4. Alfvénsche Wellen.- 10.3.5. Landau- und Zyklotrondämpfung.- 10.4. Resonanzen und Anomalien im Festkörperplasma.- Physikalische Konstanten.- Einheiten einiger physikalischer Größen.