Festkörperphysik

1. Die chemische Bindung in Festkörpern.- 1.1 Das Periodensystem.- 1.2 Kovalente Bindung.- 1.3 Die Ionenbindung.- 1.4 Metallische Bindung.- 1.5 Die Wasserstoffbrückenbindung.- 1.6 Die Van der Waals-Bindung.- 2. Kristallstrukturen.- 2.1 Translationsgitter.- 2.2 Punktsymmetrien.- 2.3 Die 32 Kristallklassen (Punktgruppen).- 2.4 Die Bedeutung der Symmetrie.- 2.5 Einfache Kristallstrukturen.- 3. Die Beugung an periodischen Strukturen.- 3.1 Die allgemeine Beugungstheorie.- 3.2 Periodische Strukturen und reziprokes Gitter.- 3.3 Die Streubedingung bei periodischen Strukturen.- 3.4 Die Braggsche Deutung der Beugungsbedingung.- 3.5 Die Brillouinschen Zonen.- 3.6 Der Strukturfaktor.- 3.7 Methoden der Strukturanalyse.- Tafel I: Beugungsexperimente mit verschiedenen Teilchen.- Tafel II: Röntgeninterferometer und Röntgentopographie.- 4. Dynamik von Kristallgittern.- 4.1 Das Potential.- 4.2 Die Bewegungsgleichungen.- 4.3 Die lineare zweiatomige Kette.- 4.4 Streuung an zeitlich veränderlichen Strukturen.- 4.5 Phononenspektroskopie.- Tafel III: Raman-Spektroskopie.- 5. Thermische Eigenschaften von Kristallgittern.- 5.1 Die Zustandsdichte.- 5.2 Thermische Energie eines harmonischen Oszillators.- 5.3 Die spezifische Wärme des Gitters.- 5.4 Anharmonische Effekte.- 5.5 Thermische Ausdehnung.- 5.6 Wärmeleitung durch Phononen.- Tafel IV: Experimente bei tiefen Temperaturen.- 6. "Freie" Elektronen im Festkörper.- 6.1 Das freie Elektronengas im Potentialkasten.- 6.2 Das Fermi-Gas bei T=0 K.- 6.3 Fermi-Statistik.- 6.4 Spezifische Wärme der Metallelektronen.- 6.5 Elektrostatische Abschirmung in einem Fermi-Gas - Mott-Übergang.- 6.6 Glühemission aus Metallen.- 6.7 Magnetismus durch Elektronenspins.- 7. Elektronische Bänder in Festkörpern.- 7.1 Allgemeine Symmetrieeigenschaften.- 7.2 Näherung des quasifreien Elektrons.- 7.3 Näherung vom "stark gebundenen" Elektron her.- 7.4 Beispiele von Bandstrukturen.- 7.5 Zustandsdichten.- Tafel V: Photoemissionsspektroskopie.- 8. Bewegung von Ladungsträgern und Transportphänomene.- 8.1 Bewegung von Ladungsträgern in Bändern - die effektive Masse.- 8.2 Ströme in Bändern und Defektelektronen.- 8.3 Streuung von Elektronen in Bändern.- 8.4 Boltzmann-Gleichung und Relaxationszeit.- 8.5 Die elektrische Leitfähigkeit von Metallen.- 8.6 Thermoelektrische Effekte.- 8.7 Das Wiedemann-Franz-Gesetz.- Tafel VI: Quantenoszillationen und die Topologie von Fermi-Flächen.- 9. Dielektrisehe Eigenschaften der Materie.- 9.1 Die dielektrische Funktion.- 9.2 Absorption elektromagnetischer Strahlung.- Tafel VII: Spektroskopie mit Photonen und Elektronen.- 9.3 Die dielektrische Funktion für harmonische Oszillatoren.- 9.4 Longitudinale und transversale Eigenschwingungen.- 9.5 Oberflächenwellen eines Dielektrikums.- 9.6 Das Reflexionsvermögen des dielektrischen Halbraums.- Tafel VIII: Infrarot-Spektroskopie.- Tafel IX: Die Methode der frustrierten Totalreflexion.- 9.7 Das lokale Feld.- 9.8 Polarisationskatastrophe und Ferroelektrika.- 9.9 Das freie Elektronengas.- 9.10 Interband-übergänge.- 9.11 Exzitonen.- 9.12 Dielektrische Energieverluste von Elektronen.- 10. Halbleiter.- 10.1 Daten einiger wichtiger Halbleiter.- 10.2 Ladungsträgerdichte im intrinsischen Halbleiter.- 10.3 Dotierung von Halbleitern.- 10.4 Ladungsträgerdichte in dotierten Halbleitern.- 10.5 Leitfähigkeit von Halbleitern.- Tafel X: Hall-Effekt.- Tafel XI: Zyklotron-Resonanz bei Halbleitern.- 10.6 Der inhomogene Halbleiter - p-n Übergang.