Institut für Angewandte Physik

Skripte und Literaturangaben zu aktuellen Lehrveranstaltungen

Halbleiternanostrukturen und Bauelemente I/II /Nanotechnologie V/VI

Voraussetzungen

Es empfehlt sich diese Vorlesung in Verbindung mit den Vorlesungen Nanotechnologie I,II und VI zu hören. Die logische Reihenfolge ist zwar zu empfehlen aber ist nicht zwingend. Die notwendige Grundkenntnisse werden immer in den jeweiligen Vorlesungen ausführlich besprochen.
(Nach Vereinbarung kann die Vorlesung in englischer Sprache gehalten werden).

Inhalt

Im ersten Teil dieser Vorlesung über Halbleiternanostrukturen liegt der Schwerpunkt im Erwerb der notwendigen physikalischen Konzepte, um die Funktionsweise modernen Nanostrukturen und Bauelemente zu verstehen. Insbesondere werden die verschiedenen Transportphänomene, die auf die quanten-mechanischen Eigenschaften der Nanostrukturen basiern, vorgestellt und diskutiert. In diesem Zusammenhang spielt die Kohärenz der elektronischen Wellenfunktion eine entscheidende Rolle. Ausgehend von der sog. schwache Lokalisierung werden Quanteneffekte wie die Leitwertsquantisierung, Quanten-Hall-Effekt, Coulomb blockade u.a. ausführlich behandelt.

Literatur

  • Ashcroft & Mermin: Solid State Physics - als Voraussetzung (anteilig)
  • Sze: Physics of Semiconductor Devices - auch für Nano. I & II
  • Davies: Physics of Low-Dimensional Systems - schöne Einführung
  • Datta: Electronic Transport in mesoscopic Systems - etwas anspruchsvolle Einführung
  • Kelly: Low-dimensional semiconductors - ausführlicher Referenzwerk
  • (Imry: An Introduction to Mesoscopic Physics - anspruchsvoll und ideenreich)

Skript

Hier können Sie das aktuelle Skriptum downloaden (SS2011):

Basismodul in Experimenteller Physik / Physik der Nanostrukturen

Voraussatzungen

Dieses Basismodul des Bachelorstudiengangs ist für das sechste Semseter des Studiums vorgesehen. Es dient als wichtige Voraussetzung für das Vertiefungsfach: Nanostrukturen und Grenzflächen.

Inhalt

Eine Einführung in der Physik der Nanostrukturen wird angeboten: Schwerpunkte sind die Behandlung von Halbleiter Schichtsysteme - Bauelemente und Nanostrukturen, Schichtwachstum, Supraleitende Nanostrukturen, Graphen und Kohlenstoff Nanoröhrchen.

Literatur

Die passende Literatur hängt vom Thema ab. Eine entsprechende Liste wird ausgegeben.

Skript

Hier können Sie das aktuelle Skriptum downloaden (SS2012):

Übungen

Übungsblätter für das laufende Sommersemester (SS2012):


Experimentalphysik V / Festkörperphysik

Voraussetzungen

Als Grundvoraussetzung wird die erfolgreiche Teilnahme an die Vorlesungen des Grundstudiums erwartet - darüber hinaus sind Grundkenntnisse aus der Theoretische Physik V (Thermodynamik und Statistische Mechanik) zu empfehlen.

Literatur

  • C. Kittel, Einführung in die Festkörperphysik, Oldenbourg Verlag (auch auf englisch erhältlich)
  • N.W. Ashcroft, N.D. Mermin, Festkörperphysik, Oldenbourg Verlag (auch auf englisch erhältlich)
  • O. Madelung, Festkörpertheorie, Springer
  • Bergmann-Schaefer, Experimentalphysik, Band 6: Festkörperphysik
  • H. Ibach, H. Lüth, Festkörperphysik, Springer
  • R. Kleiner, Manuskript zur Vorlesung WS 05/06
  • Bergmann-Schäfer: "Lehrbuch der Experimentalphysik", de Gruyter

Skript

Hier können Sie das Skriptum downloaden (WS08/09):

Seminar Nanotechnologie

Voraussatzungen

Abgeschlossenes Grundstudium

Inhalt

Es werden aktuellen Themen der modernen Nanotechnologie durch studentische Beiträge diskutiert. Die Verteilung der Themen erfolgt am ersten Termin. Wenn Sie interesse an einem bestimmten Thema aus dem Bereich "Mesoskopische Physik und Nanostrukturen" haben, können Sie sich jederzeit an Prof. David A. Wharam wenden.

Literatur

Die passende Literatur hängt vom Thema ab. Eine entsprechende Liste wird ausgegeben.

Integrierter Kurs I / Physik I

Voraussetzungen

Experimentelle und Theoretische Physik für Physiker, Mathematiker, Informatiker (Grundvorlesung im ersten Semester),Physik- und Mathematik-Unterricht der höheren Schulen, die Teilnahme am mathematischen Vorbereitungskurs wird sehr empfohlen.

Inhalt

  • Newtonsche Mechanik
    (Dynamik eines Massenpunktes, Vielteilchensysteme, rotierende Bezugssysteme, starre Körper)
  • Wärmelehre
    (kinetische Gastheorie, ideales und reales Gas, Zustandsgrössen und Hauptsätze der Wärmelehre, Phasenübergänge)
  • Schwingungen und Wellen
    (Überlagerung von Schwingungen,Wellengleichung, Schallwellen)

Literatur

  • W. Demtröder: "Experimentalphysik I", Springer
  • W. Nolting: "Grundkurs Theoretische Physik, Teil 1 (Klassische Mechanik)", Vieweg Lehrbuch
  • K. Dransfeld, P. Kienle, G. M. Kalvius: "Physik 1", Oldenbourg Verlag
  • D. Meschede: "Gerthsen Physik", Springer
  • P.A. Tipler: "Physik", Spektrum Akademischer Verlag
  • M. Alonso und E.J. Finn: "Physik", Verlag Addison-Wesley
  • Bergmann-Schäfer: "Lehrbuch der Experimentalphysik", de Gruyter
  • Feynman, Leighton und Sands: "The Feynman Lectures on Physics I", Addison-Wesley
  • G. Staudt: "Experimentalphysik", Wiley-VCH
  • S. Brandt und H.D. Dahmen: "Mechanik", Springer
  • S. Grossmann: "Einführung in die mathematischen Methoden der Physik", Teubner
  • Ch.B. Lang und N. Pucker: "Mathematische Methoden der Physik", Spektrum
  • F. Reif: "Statistische Physik und Theorie der Wärme", de Gruyter

Skript

Das ursprüngliche Skriptum zu dieser Vorlesung (WS 02/03)

(Eine vollständige Version des Skripts finden Sie hier)

Integrierter Kurs II / Physik II

Voraussetzungen

Integrierter Kurs I / Physik I oder vergleichbares

Inhalt

Elektrostatik, Stromfluss durch Leiter und elektrischer Widerstand, Magnetostatik, Maxwell-Gleichungen, Spulen und elektronische Schaltungen, Elektromagnetische Wellen, Spezielle Relativitätstheorie.

Literatur

  • Demtröder: Experimentalphysik 2 - Elektrizität und Optik, Springer
  • Dransfeld/Kienle: Physik II - Elektrodynamik und Spezielle Relativitätstheorie, Oldenburg Verlag
  • Fließbach: Elektrodynamik, Spektrum Verlag
  • Jackson: Klassische Elektrodynamik, de Gruyter
  • Nolting: Grundkurs Theoretische Physik, Bd.3, Elektrodynamik, Springer
  • Bergmann/Schaefer: Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 2 - Elektromagnetismus, de Gruyter

Skript

Das ursprüngliche Skriptum zu dieser Vorlesung (SS 03)

Integrierter Kurs III / Physik III

Voraussetzungen

Integrierter Kurs I und II / Physik I und II oder vergleichbares

Inhalt

  • Analytische Mechanik:
    Lagrange-Formalismus, Hamilton-Formalismus
  • nicht-lineare Dynamik, Chaos
  • elektromagnetische Theorie des Lichts
  • Einfuehrung in die Quantenmechanik:
    einfache Probleme der ein-dimensionalen Quantenmechanik, Grundlagen der Quantenmechanik (Hibert-Raum, Vertauschungsrelationen, Messbarkeit von Observablen), quantenmechanische Probleme mit Zentralfeldern (allgemeine Behandlung; das Wasserstoffatom)

Literatur

Analytische Mechanik:

  • Thorsten Fliessbach - Mechanik (Lehrbuch fuer Theoretische Physik I; Spektrum Akademischer Verlag)
  • W. Nolting - Theoretische Physik II (Analytische Mechanik; Verlag Zimmermann-Neufang)
  • R. J. Jelitto - Theoretische Physik 2 (Mechanik II: Eine Einfuehrung in die mathematische Naturbeschreibung; Aula-Verlag Wiesbaden)
  • W. Greiner - Theoretische Physik, Bank 2, Mechanik Teil 2 (Verlag Harri Deutsch)
  • E. Rebhan - Theoretische Physik, Band 1 (Seite 128 bis 313; Spektrum Akademischer Verlag)
  • A. Lindner - Grundkurs fuer Theoretische Physik (Seite 115 bis 170; Taeubner Studienbuch)

Nicht-lineare Systeme, Chaos:

  • A. G. Schuster - Deterministisches Chaos; Eine Einfuehrung (VCH-Verlagsgesellschaft)
  • E. Bergé, Y. Pomeau, Ch. Vidal - Order within chaos (Verlag: John Wiley)
  • W. H. Steeb, A. Kunick - Chaos in dynamischen Systemen (Wissenschaftsverlag, Mannheim)

Elektromagnetische Theorie des Lichts:

  • J. D. Jackson - Classical electrodynamic (John Wiley, es existiert auch eine deutsche Uebersetzung)
  • W. Greiner - Band 3: Elektrodynamik (Verlag Harri Deutsch)
  • G. Rebhan - Theoretische Physik (Seite 662 bis 733; Spektrum Akademischer Verlag)
  • R. J. Jelitto - Elektrodynamik, Theoretische Physik 3 (Studientext; Aula-Verlag Wiesbaden)
  • A. Lindner - Grundkurs fuer Theoretische Physik (Seite 261 bis 274; Taeubner Studienbuch)
  • T. Fliessbach - Elektrodynamik (Seite 201 bis 298; Spektrum Akademischer Verlag)

Quantenmechanik

  • W. Greiner - Quantenmechanik Teil 1 und Teil 2 (Band 4 und Band 5; Verlag Harri Deutsch)
  • W. Nolting - Quantenmechanik, Grundlagen, Band 5 (Verlag Zimmermann-Neufang)
  • T. Fliessbach - Quantenmechanik, Lehrbuch fuer Theoretische Physik III (Spektrum Akademischer Verlag)
  • R. J. Jelitto - Theoretische Physik 4, Quantenmechanik I (Studientext, Aula-Verlag Wiesbaden)
  • A. S. Davydov - Quantenmechanik (Johann Ambrosius Barth-Verlag)

Skript

Das ursprüngliche Skriptum zu dieser Vorlesung (WS 03/04)

Analytische Mechanik:

Elektromagnetische Theorie des Lichts:

Integrierter Kurs IV / Physik IV

Voraussetzungen

Integrierter Kurs I - III /Physik I-III oder vergleichbares

Inhalt

  • Atomphysik:
    Eigenschaften des Elektrons, Spin, magnetisches Moment, Mehrelektronenatome, Aufbau des Periodensystems, Atome in externen Feldern, Feinstruktur, Hyperfeinstruktur, Chemische Bindung
  • Kern- und Teilchenphysik:
    Eigenschaften der Atomkerne, Zerfallsmoden, Fusion und Spaltung, nukleare Astrophysik, Streuprozesse, Substruktur der Hadronen
  • Festkörperphysik:
    Kristallstruktur, Reziprokes Gitter, Festkörperbindungen, Phononen, Debye Theorie, Fermi Gasen, Bandstruktur, Metallen, Halbleiter und Isolatoren

Literatur

  • Haken, Wolf: Atom- und Quantenphysik
  • Povh, Rith, Scholz und Zetsche: Teilchen und Kerne
  • Demtröder: Experimentalphysik III
  • Frauenfelder, Henley: Teilchen und Kerne
  • Bergmann, Schaefer: Experimentalphysik IV
  • Ashcroft, Mermin: Solid State Physics
  • Kittel: Intorduction to Solid State Physics

Skript

Das ursprüngliche Skriptum zu dieser Vorlesung (SS 04)