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Lehrende/r: Univ.-Prof. Dr. Rolf Schilling
Veranstaltungsart:
Vorlesung/Übung
Anzeige im Stundenplan:
Quantentheo.mak.Syst
Semesterwochenstunden:
4
Credits:
8,0
Unterrichtssprache:
Deutsch
Min. | Max. Teilnehmerzahl:
- | -
Voraussetzungen / Organisatorisches:
QM I und Grundkenntnisse in der Thermodynamik oder Statistischen Physik.
Inhalt:
Diese Vorlesung liefert die Theorie-Grundlage zur Beschreibung von Eigenschaften von makroskopischen Systemen, den Festkörpern. Sie ist wie folgt gegliedert:
Kap.1: Einführung: Motivation, Gegenstand der Vorlesung
Kap.2: Struktur und Symmetrie
Es werden die verschiedenen Kristall-Typen und ihre Symmetrien diskutiert. Dazu werden auch gruppen-theoretische Methoden benutzt. Ein wichtiges Gitter, welches wir einführen, ist das "Reziproke Gitter", welches zur Beschreibung von z.B. Streuprozessen dient.
Kap.3: Gitterdynamik und Phononen
Jeder kennt aus der Alltagserfahrung , dass Festkörper schwingen können. Dieses Kapitel behandelt die harmonischen Schwingungen sowie die daraus durch Quantisierung folgenden Phononen und ihre Eigenschaften. Das Phononen-Modell wird dann benutzt um thermische Eigenschaften, z.B spez. Wärme, zu berechnen.
Kap.4: Elektronen im Kristallfeldpotential
Das quantenmechanische Eigenwertproblem für ein Elektron in einem periodischen Potential eines Kristalls führt zu der Bandstruktur eines Festkörpers, die z.B für die Eigenschaften von Metallen und Halbleitern wichtig ist. Wir werden dieses Eigenwertproblem und die andeigenschaften eingehend diskutieren. Dabei werden wir auch auf die Fermifläche stossen, welche eine wichtige Rolle spielt.
Kap.5: Elektron-Elektron_Wechselwirkung
Dieses Schlusskapitel behandelt ein sehr schwieriges aber auch ein sehr faszinierendes Problem und das ist der Einfluss der Coulombwechselwirkung der Elektronen auf die elektrischen Eigenschaften von Festkörpern. Hier wird es z.B. um Abschirmeffekte, dielekrische Funktionen, um "Schwingungen" des Elektronengases, den Plasmonen, etc gehen. Schliesslich wird das Hubbard-Modell, welches für magnetische aber auch elektronische Eigenschaften(von z.B. Hochtemperatur-Supraleitern sehr stark benutzt) wichtig ist, begründet und diskutiert.
Empfohlene Literatur:
O.Madelung, Festkörpertheorie I-III, Springer Verlag(1972)
J.Callaway, Quantum Theory of Solids, Vol. A+B, Academic
press(1974) Es gibt eine neue Ausgabe(1992 )
C. Kittel, Quantum Theory of Solids, John Wiley&Sons(1987)
F.Seitz, The Modern Theory of Solids, Mc GrawHill(1940)
D.Pines, Elementary Excitations in Solids, Benjamin(1963)
W.Ludwig, Festkörpertheorie I+II, Akad.
Verlagsgesellschaft(1970)
N.W. Ashcroft, N.D. Mermin, Solid State Physics, W.B.
Saunders (1976)
G. Czycholl, Theoretische Festkörperphysik, Vieweg-Verlag (2000)
Zusätzliche Informationen:
Einordnung in Studien-- bzw. Prüfungsordnung:
Wahlpflichtvorlesung des Diplomstudiengangs
Schein: Vergabe aufgrund der Teilnahme an Übungen
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