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(Verlagstext)

Das vorliegende Buch gibt eine kompakte Einführung in die Grundlagen der Festkörperphysik, wobei der Schwerpunkt auf den elektrischen und magnetischen Materialeigenschaften liegt.

 

Leser werden nicht nur die kompakte und anschauliche Herangehensweise schätzen, sondern auch die kurzen Abschnitte über die Forschungsgeschichte der Festkörperphysik, die mit wegweisenden Forschern wie Max Planck, Albert Einstein aber auch Heike Kamerlingh Onnes, Eugene Wigner oder Frederick Seitz verbunden ist. Diese helfen dabei, die Entwicklung der Festkörperphysik und ihre unterschiedlichen Theorien und Modelle verstehen und einordnen zu können.

 

Das Buch richtet sich an Studierende der Physik, Ingenieurwissenschaften und Materialwissenschaften bis zum Bachelor. Es kann durch seine anschaulichen Erklärungen und seinen didaktischen Ansatz auch als motivierende Vorstufe und unterstützendes Begleitwerk beim Studium anspruchsvollerer Lehrbücher der Festkörperphysik benutzt werden. Die dritte Auflage enthält eine Reihe von Erweiterungen, besonders im Kapitel über topologische Materialien.

 

 

Aus dem Inhalt:

1 Rasante Entwicklung 1 / / 2 Geordnete Gitter in Kristallen 15 / 2.1 Beugungstheorie 21 / 2.2 Reziprokes Gitter, Brillouin-Zonen 22 / 2.3 Quasikristalle 28 / 2.4 Bindungskräfte 29 / / 3 Ständige Bewegung im Kristallgitter 35 / 3.1 Quantentheorie: Max Planck, Albert Einstein 36 / 3.2 Spezifische Wärme des Kristallgitters, Phononenspektrum 38 / 3.3 Wärmeleitfähigkeit des Kristallgitters 44 / 3.4 Ballistische Phononen 46 / / 4 Elektrischer Leiter oder Isolator? - Energiebänder 49 / 4.1 Näherung mit gebundenen Elektronen (Felix Bloch) 50 / 4.2 Näherung mit freien Elektronen (Rudolf Peierls) 54 / / 5 Metalle gehorchen den Verboten der Quantenstatistik 57 / 5.1 Drude-Lorentz-Modell 57 / 5.2 Quantenstatistik, Fermi-Verteilung 60 / 5.3 Fermi-Oberfläche 62 / 5.4 Bloch-Grüneisen-Gesetz 64 / 5.5 Thermoelektrizität 66 / / 6 Weniger ist mehr: Halbleiter 71 / 6.1 Intrinsische Halbleiter 72 / 6.2 Dotierte Halbleiter 77 / 6.3 Exzitonen und Elektron-Loch-Tröpfchen 79 / 6.4 Metall-Halbleiter-Kontakt, p-n-Übergang 79 / 6.5 Transistor 84 / 6.6 Fotovoltaik, LED, Halbleiter-Laser 87 / 6.7 Miniaturisierung, Planartechnologie 89 / 6.8 Thermoelektrizität, Peltier-Kühlung 91 / / 7 Kreisende Elektronen in hohen Magnetfeldern 95 / 7.1 Hall-Effekt 96 / 7.2 Magnetwiderstand 98 / 7.3 Theorie von Landau, Landau Zylinder, De-Haas-van-Alphen-Effekt 99 / 7.4 Ganzzahliger Quanten-Hall-Effekt 105 / 7.5 Fraktionierter Quanten-Hall-Effekt 111 / 7.6 Erzeugung von hohen Magnetfeldern 114 / / 8 Der Rekord: Supraleiter 117 / 8.1 Meissner-Effekt, magnetische Eindringtiefe, London-Theorie 121 / 8.2 Typ-II-Supraleiter 129 / 8.3 Magnetisches Flussquant 132 / 8.4 BCS-Theorie, Energielücke 135 / 8.5 Josephson-Effekt 138 / 8.6 Bewegung der magnetischen Flussquanten 142 / 8.7 Technische Anwendungen 145 / / 9 Die Überraschung: Hochtemperatur-Supraleitung 151 / 9.1 Kuprat-Supraleiter 151 / 9.2 Symmetrie der Wellenfunktion 158 / 9.3 Korngrenzen 160 / 9.4 Intrinsischer Josephson-Kontakt 163 / 9.5 Weitere neue Supraleiter, MgB2, Eisen-Pniktide 164 / 9.6 Technische Anwendungen 165 / / 10 Magnetismus: Ordnung bei den Elementarmagneten 167 / 10.1 Diamagnetismus 168 / 10.2 Paramagnetismus 169 / 10.3 Ferromagnetismus 172 / 10.4 Spinwellen 177 / 10.5 Antiferromagnetismus 179 / 10.6 Technische Anwendungen, Riesenmagnetwiderstand, Spintronik 180 / / 11 Nanostrukturen: Übergitter, Quantendrähte und Quantenpunkte 187 / 11.1 Übergitter, Bloch-Oszillationen 188 / 11.2 Mesoskopischer Bereich, ballistischer Elektronentransport, quantisierter Leitwert 193 / 11.3 Bottom-Up, Fullerene 198 / 11.4 Graphen, Honigwaben-Übergitter 202 / 11.5 Quantenpunkte 204 / 11.6 Topologische Isolatoren, Metalle und Halbmetalle 206 / 11.7 Aharonov-Bohm-Effekt 208 / / 12 Fehler im Kristallgitter: nützlich oder schädlich? 211 / 12.1 Unordnung im thermodynamischen Gleichgewicht 212 / 12.2 Leerstellen im Kristallgitter 212 / 12.3 Materialwissenschaft der Strahlenschäden 217 / 12.4 Mechanische Festigkeit von Werkstoffen 218 / 12.5 Kristallversetzungen 220 / 12.6 Materialprüfung 223 / 12.7 Magnetische Verunreinigungen, Kondo-Effekt 225 / / Anhang 229 / / Bibliografie 233 / / Personenverzeichnis 237 / / Stichwortverzeichnis 241