66-140 Physik IV

Lehrende: Prof. Dr. Wolfgang Hansen; Prof. Dr. Nils Huse

Veranstaltungsart: Vorlesung

Anzeige im Stundenplan: Physik IV

Semesterwochenstunden: 4

Unterrichtssprache: Deutsch

Min. | Max. Teilnehmerzahl: 5 | -

Kommentare/ Inhalte:
Die Physik IV - Festkörperphysik umfasst 4 Semesterwochenstunden Vorlesung sowie 2 Semesterwochenstunden Übungen. Die Veranstaltung richtet sich an Physik-Studenten im vierten Semester.

Es werden Kenntnisse der Vorlesung Physik III - Quantenphysik und Statistische Physik vorausgesetzt. Beispielsweise wird die chemische Bindung der Atome in Festkörpern ausgehend von der Molekülbindung behandelt. Zur Erklärung des Beitrags der Atomschwingungen zur spezifischen Wärme von Kristallen wird das Modell des Bose-Gases herangezogen. Die Leitungselektronen in einfachen Metallen lassen sich mit dem Modell des Fermi-Gases beschreiben.

Im ersten Teil der Vorlesung werden wichtige Kristallstrukturen und deren experimentelle Bestimmung vorgestellt, thermische und elektrische Eigenschaften von Isolatoren und Metallen besprochen sowie das grundlegende Modell der Bandstruktur eingeführt. Der zweite Teil konzentriert sich auf die Materialklassen Halbleiter, Metalle, Supraleiter und Magnete sowie auf deren Anwendungen.

Download der Übungsaufgaben und der Skripte unter:
http://iap.physnet.uni-hamburg.de/group_w/?n=Main.SeminareUndVorlesungen

Lernziel:
Ziel der Vorlesung ist ein systematischer Überblick über die vielfältigen, experimentell beobachteten Phänomene in Isolatoren, Halbleitern, Metallen, Supraleitern und Magneten. Im Rahmen einfacher klassischer und quantenmechanischer Modellvorstellungen soll ein Verständnis für die Eigenschaften dieser Festkörper vermittelt werden.

Vorgehen:
1. Kristallstrukturen: Grundbegriffe - Bravais-Gitter
2. Kristallstrukturen: Wichtige Beispiele
3. Kristallfehler
4. Reziprokes Gitter
5. Strukturanalyse - Beugung in Kristallen
6. Bindungen in Festkörpern
7. Elastische Eigenschaften
8. Gitterdynamik
9. Thermische Eigenschaften von Isolatoren
10. Thermische und elektrische Eigenschaften von Metallen
11. Freies Elektronengas
12. Bloch-Theorem
13. Bandstruktur: Modelle für quasifreie bzw. stark gebundene Elektronen
14. Fermi-Flächen von Metallen
15. Halbleiter, Halbleiterbauelemente
16. Dia-, Para- und Ferromagnetismus
17. Supraleitung

Literatur:
1. Rudolf Gross und Achim Marx
Festkörperphysik
Oldenbourg Verlag München 2012
ISBN 978-3-486-71294-0

2. N. W. Ashcroft / N. D. Mermin

Original:
Solid State Physics
ITPS Thomson Learning,
Reprint 2000 der 1. Auflage 1976
ISBN 0-030-83993-9
65.90 €

Übersetzung:
Festkörperphysik
Oldenbourg, 2. Auflage 2005
ISBN 3-486-57720-4
74.80 €

3. H. Ibach / H. Lüth
Festkörperphysik - Einführung in die Grundlagen
Springer, 6. Auflage 2002
ISBN 3-540-42738-4
44.95 € /LS

4. Ch. Kittel

Original:
Introduction to Solid State Physics
Wiley & Sons, 8. Auflage 2004
ISBN 0-471-68057-5
62.50 €

Übersetzung:
Einführung in die Festkörperphysik
Oldenbourg, 14. Auflage 2005
ISBN 3-486-57723-9
64.80 € / LS