Angewandte Festkörperchemie
Materialien zur Vorlesung (Links und Vorlagen)
In dieser einstündigen Vorlesung (Montags, 10 Uhr, SR 44/45)
werden die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten
von Festkörpern für ausgewählte Phänomene/Stoffe
vertieft. Die Vorlesung schließt damit inhaltlich ganz eng an das
Kapitel 3 der
Vorlesung Festkörperchemie an.
Wichtig bleibt trotz der 'materialwissenschaftlichen' und praktischen
Thematik das für uns Chemiker wichtige Verständnis
Bindung -> elektronische Struktur -> Strukturchemie -> Eigenschaft -> Anwendung
und - nicht zu vergessen - ev. wichtige präparative Aspekte.
Dieses Semester werden, um Überschneidungen mit der Vorlesung von Prof. Hillebrecht
(Mo. 11 Uhr, SR 44/45)
zu vermeiden, ausschließlich elektrische und magnetische Eigenschaften
von Festkörpern behandelt.
- 1. Einleitung (Anschluß an die Vorlesung 'Festkörperchemie')
- 2. Elektronische Transporteigenschaften
- 2.1. Physikalische Grundlagen
- 2.2. Niederdimensionale metallische Leiter
- 2.3. Supraleiter
- 2.3.1. Physikalische Grundlagen
- 2.3.2. Low-Tc-Materialien
- 2.3.3. High-Tc-Materialien
- 2.4. Halbleiter
- 2.4.1. Theorie, Bändermodell
- 2.4.2. Materialien
- Elemente
- Binäre Verbindungen
- Ternäre und höhere Verbindungen
- 2.4.3. Herstellung von Halbleitermaterialien und -bauelementen
- Substratherstellung
- Kristallzüchtung (SVG, VL 2.7. oben)
- Schema Si nach Czochralski
- Si: ein fertiger EK (!)
- Phasendiagramm von GaAs (SVG, VL 2.7. oben)
- LEC für GaAs (SVG, VL 2.7. oben)
- Boat-Growth v. GaAs
- Herstellung der Dotierung
- Depositionsverfahren/Herstellung epitaktischer Schichten
- LPE II: Tipping-Technik (SVG, VL 2.7. Mitte)
- LPE III: Steady-State-Technik (SVG, VL 2.7. Mitte)
- LPE IV: Sliding (SVG, VL 2.7. Mitte)
- CVD: Anlagenschema (SVG, VL 2.7. Mitte)
- MBE Anlagenschema
- MBE-Anlage Foto (klein)
- MBE III
- MBE IV (gr. Foto)
- MBE V (auch gut, mehr Details)
- MBE VI (Foto ganze Anlage)
- Quellen bei der MBE (SVG, VL 2.8.)
- Element-Analytik (Übersicht) (SVG, VL 2.8.)
- Chip I (REM-Bild)
- Chip II (REM-Bild)
- Plasma-Processing (Bilder mit Erklärung)
- 2.4.4. Anwendung von Halbleitern
- Prinzip des p-n-Übergangs (SVG, VL 2.8.)
- Kennlinie einer Diode (SVG, VL 2.9.)
- Elektronik (einfache Halbleiterbauelemente)
- Prinzip von Transistoren (SVG, VL 2.9.)
- Bauarten von MOS-Transistoren (SVG, VL 2.9.)
- Transistor von Aussen
-
- Elektronik (Computerchips)
- Foto eines GaAs-Chips (gross)
- Chip, 250-fach, REM-Bild
- Transistor von Aussen
- Transistor (Schematisch)
-
- Intel Celeron, 65 nm
- 90nm-CPU im Detail
- Rem-Aufnahme Chip
- Bildersammlung Elektronik
-
- Optoelektronik
- Spektrum LEDs (SVG, VL 2.10.)
- Aufbau von LEDs (SVG, VL 2.10.)
- HL-Laser (SVG, VL 2.10.)
-
Bonds, Bands, and Doping: How Do LEDs Work?
- LEDs - Light Emitting Diodes Einführung und
viele Beispiele für die Verwendung von LEDs
-
- Photovoltaik
- Solarzelle (SVG, VL 2.10.)
- Allgemeines
- CuInS2-Solarzelle (schematisch)
- Strom aus Licht: Photovoltaik (ZUM)
-
-
- 2.5. Thermoelektrische Effekte
- 3. Ionische Transporteigenschaften
- 3.1. Physikalische Grundlagen
- 3.2. Materialien und ihre Anwendung
- 4. Elektrische Polarisation (Dielektrika, Pyro-, Piezo-, Ferro-Elektrika)
- 4.1. Physikalische Grundlagen
- 4.2. Materialien
- 4.3. Herstellung und Anwendungen
- 5. Magnetische Polarisation
- 6. Optische Eigenschaften (Frequenzabh. elektromagn. Response)
- 6.1. Laser (s. auch die Materialien zum Oberseminar Laser)
- 6.2. Nichtlineare Optik
- 6.3. Optische Speicher
- 6.4. Farbigkeit, Pigmente (s. auch die HTML-Seiten zu
historischen Pigmenten; GDCh-Farbkurs Herbst 2001
und die Spezialvorlesung Anorganische Pigmente
- 7. Katalytische Eigenschaften
- Heterogenkatalysatoren, Zeolithe
- 8. Bau- und Werkstoffe (ausgewählte Beispiele)
- Glas (s. auch die Materialien zum Oberseminar Glas)
- Mörtel (Zement) und Gips
- Hartstoffe
- Metalle, Stahl
- Synthetische Schmucksteine
Literatur
- A. R. West: Solid State Chemistry and Its Applications, Kap. 13 - 19, Wiley 1984.
- W. Göpel, Chr. Ziegler: Einführung in die Materialwissenschaften, Teubner 1996.
- D. R. Askeland: Materialwissenschaften, Teil IV, Spektrum 1994.
- W. Moore: Der feste Zustand, Vieweg 1977.
Vorlagen als gepackte PS-Dateien
- 1. Einleitung
- 1.1. Inhaltsübersicht, Literatur
(PS, PDF)
- 1.2. Beispiele für Materialien und Anwendungsgebiete
(PS, PDF)
- 1.3. Physikalische Prinzipien der Anwendung
(PS, PDF)
- 2. Elektronische Transporteigenschaften
- 2.1. Niederdimensionale elektronische Leiter
(PS, PDF)
- 2.2. Supraleiter I
(PS, PDF)
- 2.3. Supraleiter II
(PS, PDF)
- 2.4. Halbleiter I (Basics, Zustandsdichten)
(PS, PDF)
- 2.5. Halbleiter II (Exkurs:Bandstrukturen)
(PS, PDF)
- 2.6. Halbleiter III (Materialien)
(PS, PDF)
- 2.7. Halbleiter IV (Herstellung)
(PS, PDF)
- 2.8. Halbleiter V (MBE, Prinzip p-n-Übergang)
(PS, PDF)
- 2.9. Halbleiter VI (Transistoren)
(PS, PDF)
- 2.10. Halbleiter VII (Optoelektronik, Solarzellen)
(PS, PDF)
- 3. Ionische Transporteigenschaften
- 3.1. Ionenleiter I
(PS, PDF)
- 3.2. Ionenleiter II
(PS, PDF)
- 3.3. Ionenleiter III
(PS, PDF)
- 4. Elektrische Polarisation (vgl. Kap. 3 der Vorlesung Festkörperchemie)
- 5. Magnetische Polarisation
- 5.1. Magnetismus I
(PS, PDF)
- 5.2. Magnetismus II
(PS, PDF)