Vorlesung Werkstoffe der Elektrotechnik

	Einleitung	Skript
1.	Grundlagen der Festkörperphysik
1.1.	Quanten und Wellen
	( Photon, Photoeffekt, Comptoneffekt, de Broglie-Wellenlänge )
1.2.	Schrödinger-Gleichung
	( Operatoren, zeitabhängige Schrödinger-Gleichung )
1.2.1.	Zeitunabhängige Schrödinger-Gleichung	Java-Applet
	( Lösung für freie Elektronen, an einer Potentialstufe, an einer Potentialbarriere und in einem Potentialtopf )
1.2.2.	Das Wasserstoffatom und die Besetzung der Energieniveaus
1.2.3.	Absorption und Emission
1.2.4.	Elektronen im räumlich-periodischen Potential
1.2.5.	Die effektive Masse
1.3.	Der kristalline Zustand	Skript
1.3.1.	Das Raumgitter
	( Elementarzelle, Einheitszelle, Bravais-Gitter, Kristallrichtungen, Kristallebenen, Kristallstrukturen )
1.3.2.	Das Reziproke Gitter
	( Definition, Eigenschaften, Brillouin-Zone )
1.3.3.	Kristalle als Beugungsgitter
	( Laue-Gleichungen, Braggsche Reflexionsbedingungen )
1.3.4.	Bindungsarten
	( Ionenbindung, kovalente Bindung, metallische Bindung, van-der-Waals-Bindung, Wasserstoffbrückenbindung )
1.3.5.	Gitterstörungen
	( null-, ein-, zwei- und dreidimensionale Fehlordnung, substitutioneller und interstitieller Einbau, Schottky-Defekte, Frenkel-Defekte, Versetzungen, Burgers-Vektor, Korngrenzen )
1.3.6.	Gitterschwingungen
	( Dispersionsbeziehung, Brillouin-Zone, akustischer und optischer Zweig )
1.4.	Elektrische Eigenschaften der Festkörper
	( Metall, Isolator, Halbleiter )
1.5.	Mechanische Eigenschaften der Festkörper
	( Dehnung, Poisson-Zahl, Hookesches Gesetz, Wechselbeanspruchung, Härtemessung )
2.	Metalle	Skript
2.1.	Mechanische Eigenschaften
2.2.	Elektrische Eigenschaften
2.3.	Legierungen
	( Phase, freie Enthalpie, Löslichkeit, intermetallische Verbindungen )
2.3.1.	Zustandsdiagramm bei vollständiger Löslichkeit
2.3.2.	Zustandsdiagramm bei eutektischer Erstarrung
2.3.3.	Zustandsdiagramm bei eingeschränkter Löslichkeit
	( eutektisches Diagramm, peritektisches Diagramm )
2.3.4.	Elektrische Eigenschaften von Legierungen
2.4.	Supraleitung
	( Meissner-Ochsenfeld-Effekt, BCS-Theorie, Hochtemperatursupraleiter )
2.5.	Anwendungen
	( Leiterwerkstoffe, Kontaktwerkstoffe, Widerstände, Temperatursensoren )
3.	Halbleiter	Skript
3.1.	Bandstruktur und Banddiagramm
	( Erwartungswerte von Geschwindigkeit und Impuls, effektive Masse, Defektelektron, Banddiagramm )
3.2.	Elektronen- und Löcherkonzentration im Leit- bzw. Valenzband
	( Besetzungswahrscheinlichkeit, Energietermdichte, Fermi-Dirac-Funktion, Maxwell-Boltzmann Statistik, Eigenleitungsdichte, Massenwirkungsgesetz )
3.3.	Halbleiter mit Störstellen
3.4.	Kompensierte Halbleiter
3.5.	Elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern
	( Beweglichkeit, Gunn-Effekt, Overshoot-Effekt, Hall-Effekt, Peltier-Effekt )
3.6.	Ladungsträgertransportmechanismen	Skript
	( Felddrift, Diffusion, Transportgleichung, Quasiferminiveau, Injektion, Akkumulation, Extraktion, Exklusion, Kontinuitätsgleichung )
3.7.	Generation und Rekombination
	( direkte Rekombination, indirekte Rekombination, Auger-Rekombination, Stoßionisation, thermische Generation, Photogeneration )
3.8.	Raumladung und Potential
3.9.	Zusammenfassung: Das System der makroskopischen Halbleitergleichungen
	( Raumladungsbegrenzter Stromfluß, Relaxationszeit, Debeye-Länge )
3.10.	Der pn-Übergang	Skript , Praktikum
	( Diffusionsspannung, Raumladungszonenbreite, Sperrschichtkapazität, Rekombination, Generation, Minoritätsträgerrandkonzentration, Strom-Spannungsbeziehung )
3.11.	Der Heteroübergang
	( kleine Störung der Gitterstruktur, Typ I, II und III, Starke Störung der Gitterstruktur )
3.12.	Der Metall-Halbleiter-Übergang
	( keine Oberflächenladungen, Ohmsche Kontakte, Schottky-Kontakte, hohe Oberflächenladungsdichte )
3.13.	Halbleitertechnologie
3.13.1.	Herstellung von Einkristallen
	( Zonenschmelzverfahren, Ziehverfahren, Gradient-Freeze-, Bridgman-, Czochralski und LEC-Verfahren )
3.13.2.	Epitaxie
	( LPE, VPE, MOCVD, MBE, MOMBE )
4.	Dielektrische Werkstoffe	Skript
4.1.	Klassifizierung
4.2.	Makroskopische Eigenschaften
4.2.1.	Elektrische Leitfähigkeit
	( Volumenleitfähigkeit, Oberflächenleitfähigkeit )
4.2.2.	Polarisation
	( Elektrisierung, Suszeptibilität, Verlustwinkel, komplexe Dielektrizitätskonstante)
4.2.3.	Durchschlagfestigkeit
4.3.	Atomare Eigenschaften
4.3.1.	Elektrische Leitfähigkeit
4.3.2.	Polarisation
	( elektrische Polarisation, ionische Polarisation, Orientierungspolarisation )
4.3.3.	Ferroelektrizität
4.3.4.	Piezoelektrizität
5.	Magnetische Werkstoffe	Skript
5.1.	Makroskopische Eigenschaften
	( Permeabilitätskonstante, magnetische Polarisation, Magnetisierung, magnetische Suszeptibilität, Verlustwinkel, komplexe Permeabilitätskonstante )
5.2.	Atomare Eigenschaften
5.2.1.	Ursachen der Magnetisierung
	( Elektronenspin, Bahnimpuls )
5.2.2.	Diamagnetismus
5.2.3.	Paramagnetismus
5.2.4.	Ferro-, Antiferro- und Ferrimagnetismus
	( Hundsche Regel, Austauschenergie, indirekte Austauschwechselwirkung )
5.2.5.	Temperaturabhängigkeit
	( Curie Temperatur, Néel Temperatur )
5.2.6.	Hysterese
	( Weißsche Bezirke, Bloch-Wand, Wandverschiebung, Sättigungspolarisation, Koerzitivfeldstärke, Remanenzinduktion )
5.3.	Anwendungen

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