Elektronen in Festkörpern

Materialien zur Vorlesung (Abbildungen, Links, Strukturen, VRMLs usw.)

In der einstündigen (Termin: Mo 10-11 Uhr, SR44/45, Beginn: 31.10.2005) Vorlesung Elektronen in Festkörpern möchte ich versuchen, Ihnen einen Einstieg in das Verständnis und die Bedeutung elektronischer Strukturen von Festkörpern zu geben. Dabei soll es neben den Grundlagen zur Berechnung und Messung von Bandstrukturen und Zustandsdichten vor allem um die Konsequenzen der Elektronenstruktur für die elektrischen, magnetischen und optischen Eigenschaften und die sich daraus ergebenden Anwendungen fester Materialien gehen.

Einleitung: Übersicht, Ziel, Gliederung, Literatur
- Vorlagen
  - Vorlage 1.1: Inhaltsverzeichnis (ps.gz, pdf)
  - Vorlage 1.2: Literatur, AO: Formeln (ps.gz, pdf)
- Abbildungen (SVG)
  - MOs, LCAO, Bandstrukturen, NFE (einfach)
I. Elektronische Strukturen kristalliner Festkörper (Bandstrukturen)
LCAO-Ansatz: Der Festkörper als 'Riesenmolekül'
- Vorlagen
  - Vorlage 2.1: AO: Graphisch (ps.gz, pdf)
  - Vorlage 2.2: H₂⁺, Mulliken-Symbole (ps.gz, pdf)
  - Vorlage 2.3: von H₂ über H₄ zur 1-dim. unendlichen H-Atom-Kette (ps.gz, pdf)
  - Vorlage 2.4: Bandstrukturen 1-dim.; Beispiel KCP (ps.gz, pdf)
  - Vorlage 2.5: Beispiel KCP; 2-dimensional unendlicher Fall: ebene Netze (ps.gz, pdf)
  - Vorlage 2.6: 1-dim.: Peierls-Verzerrung, 2-dim.: quadratische Netze II (ps.gz, pdf)
  - Vorlage 2.7: Beispiel Graphit/hex. BN (ps.gz, pdf)
  - Vorlage 2.8: Cubium (ps.gz, pdf)
- Abbildungen (SVG) (alle auch auf den Vorlagen!)
  - AO: Radialfunktionen, Radiale Dichten
  - Atomorbitale
  - H₂⁺: s-AO
  - Ringe als LC von 1s-H-AO
  - H₂⁺: alle AO
  - Schema zur Bestimmung von MOs aus AO (Vorl. 2.3. oben)
  - Kette aus s-AO (mit Band) (Vorl. 2.3. unten)
  - Kette aus s- und p-AO (ohne Bänder)
  - Kette aus s-, p- und d-AO (mit Bändern) (Vorl. 2.4. oben)
  - Pt(CN)₄: Molekül (Vorl. 2.4. unten)
  - Pt(CN)₄-Stapel (Vorl. 2.5. oben)
  - verzerrte Kette aus s-AO (mit Band)
  - quadratische Struktur aus s-AO (mit Band)
  - s-AO in quadratischer Anordnung (komplette Bandstruktur)
  - quadratische Struktur aus s- und p-AO (mit Band) (Vorl. 2.5.)
  - Graphit und hex. BN (Vorl. 2.8. oben)
  - Brillouin-Zone der hexagonalen P-Zelle (Vorl. 2.8. unten)
  - Cubium: s-AO (Vorl. 2.8. oben)
  - Cubium: p-AO (Vorl. 2.8. Mitte)
  - Alpha-Po und abgeleitete Strukturen (Vorl. 2.8. unten)
- Strukturen (VRML)
  - Se aus Po
  - As aus Po
- Links
  - OrbVis: Berechnung und 3D-Darstellung von MOs
NFE-Ansatz
- Vorlagen
  - Vorlage 3.1: NFE, 1- und 2-dim. (ps.gz, pdf)
  - Vorlage 3.2: Einfache Metallstrukturen (ps.gz, pdf)
- Abbildungen (SVG)
  - Lösungen 1D, Potentialfrei (Vorl. 3.1. oben rechts)
  - Lösungen 1D, mit Kernpotentialen (Vorl. 3.1. Mitte links)
  - verschiedene Bandstrukturdarstellungen (Vorl. 3.1. Mitte rechts)
  - Lösungen 2D, Potentialfrei (Vorl. 3.1. unten)
Bandstruktur und strukturelle Stabilität
- Vorlagen
  - Vorlage 3.3: Bandstrukturen und Zustandsdichten unterschiedlicher Festkörper (ps.gz, pdf)
  - Vorlage 4.1: Bandstruktur/DOS und Bindungstyp (ps.gz, pdf)
- Abbildungen (SVG)
  - Strukturen/elektronische Strukturen der metallischen Elemente (aus der Vorlesung Intermetallische Phasen)
  - Strukturen der metallischen Elemente (Vorl. 3.3. oben)
  - Stabilität der Strukturen der 3d-Metalle (Vorl. 3.3. Mitte)
  - Bandstrukturen verschiedener Festkörper (Vorl. 3.3. unten)
  - Brillouin-Zone des fcc-Gitters (Vorl. 4.1.)
  - Bandstruktur von elementarem Calcium (Vorl. 4.1.)
  - Partielle und totale Zustandsdichten von elementarem Calcium (Vorl. 4.1.)
  - Bandstruktur von CaO (Vorl. 4.1.)
  - Partielle und totale Zustandsdichten von CaO (Vorl. 4.1)
  - Bandstruktur von GaAs (Vorl. 4.1.)
  - Partielle und totale Zustandsdichten von GaAs (Vorl. 4.1.)
  - Bandstruktur und elektrische Leitfähigkeit (Vorl. 4.2. unten)
Bandstruktur und Eigenschaften
- Vorlagen
  - 5.1 (Metallische Leiter, Halbleiter)
  - 5.2 (Übergangsmetallverbindungen)
Grundprinzipien der Berechnung von Bandstrukturen
Experimentelle Bestimmung von Bandstrukturen, Zustandsdichten, Fermiflächen
II. Jenseits der Bandstrukturbeschreibung
Metall-Isolator-Übergänge
'Exotische' Ladungsträger (Polaronen, Fermionen usw.)
Nichtkristalline Festkörper
Weitere Links

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Nichtmetalle

Metalle

Oxide

Silicate

Intermetallische Phasen