Vorlesungsinhalte

Vorbemerkungen (Folien)

1.   Molekülbindung und Liganden (Folien, Vorlesungsnotizen)

1.1 Kovalente Bindung

  • Austauschwechselwirkung
  • H2+-Molekül
  • Bindende und antibindende Molekülorbitale
  • H2-Molekül
  • Heitler/London-Theorie

1.2 Hybridisierung

1.3 Kristallfeldeffekte

  • Erinnerung: Hundsche Regeln
  • high-spin/low-spin Zustände
  • Spin-State Übergang

 

2.   Molekülanregungen (Folien, Notizen)

2.1 Rotationen

2.2 Vibrationen

2.3 Elektronische Anregungen

 

3.   Bindungen im Festkörper (Folien, Notizen)

3.1 Van-der-Waals Kräfte

3.2 Ionische Bindung

  • Madelungenergie
  • Evjen-Zellen

3.3 Kovalente Bindung

3.4 Metallische Bindung

  • Delokalisierung
  • Fermi-Energie

3.5 Wasserstoffbrückenbindungen

 

4. Struktur und Strukturbestimmung (Folien_Teil1, Folien_Teil2, Notizen)

4.1 Kristallgitter

4.2 Reale Kristalle

  • Defekte (Punktedefekte, Schraubenversetzungen, Stufenversetzungen)
  • Amorphe Festkörper (Nah-/Fernordnung)
  • Kristallzüchtung
  • Formgedächtnislegierungen

4.3 Strukturbestimmung und reziprokes Gitter

 

5. Gitterdynamik (Folien, Notizen)

5.1 Lineare Kette

  • Gitterpotential - harmonisch (?)
  • Bewegungsgleichungen
  • Dispersionsrelation

5.2 Zwei-atomige Basis

  • Optische und akustische Phononen
  • Anregungslücke
  • Quantisierung der Gitterschwingungen: Phononen

5.3 Messung der Phonenendispersion

5.4 Zustandsdichte

5.5 Spezifische Wärme von Isolatoren

  • Dulong-Petit-Gesetz
  • Debye Gesetz
  • Universalität

5.6 Phononische Wärmeleitung

  • Phonon-Phonon-Streuung: Normalprozesse vs. Umklappprozesse
  • Defektstreuung; Casimir-Bereich

 

6. Leitungselektronen und Bändermodell (Folien, Notizen)

6.1 Freies Elektronengas/Sommerfeld-Modell

  • Lösung der Schrödinger-Gleichung
  • Fermifläche, Zustandsdichte
  • Spezifische Wärme des freien Elektronengases

6.2 Elektronen im periodischen Potential

6.3 Dynamik von Bandelektronen

  • Effektive Masse

6.4 Elektrische und thermische Leitfähigkeit in Metallen

  • Beschleunigungstheorem, Elektronenbewegung im E-Feld
  • Bloch-Oszillationen
  • Weiterführend: Publikation Leo1997
  • Thermische Leitfähigkeit in Metallen; Wiedemann-Franz-Gesetz

 

7. Supraleitung (Notizen, Folien)

 

8. Halbleiter (Notizen, Folien)

 

9. Magnetismus (Notizen, Folien)

  • Grundlegende Definitionen
  • Paramagnetismus, Curie Gesetz
  • Band-Ferromagnetismus: Stoner Modell
  • Magnetische Domönen und Hysteresekurve
  • Antiferromagnetismus

 

(10. Dielektrische und optische Eigenschaften von Festkörpern -> MKEP2)

  • Dielektrische Suszeptibilität
  • Atomare Polarisierbarkeit
  • Polare Medien
  • Ionenkristalle
  • Metalle, Plasmafrequenz, Plasmonen
  • Ferroelektrizität
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