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The large handbooks in physics, chemistry and other disciplines contain data needed every day as well as additional equally important data needed only at longer time intervals. This volume contains the updated and extended data for a large number of semiconducting materials. The CD-ROM accompanying the handbook contains additional figures and references embedded in an extended electronic version of the printed handbook. Full text search is possible.
Introduction to Solid-State Theory is a textbook for graduate students of physics and materials science. It also provides the theoretical background needed by physicists doing research in pure solid-state physics and its applications to electrical engineering. The fundamentals of solid-state theory are based on a description by delocalized and localized states and - within the concept of delocalized states - by elementary excitations. The development of solid-state theory within the last ten years has shown that by a systematic introduction of these concepts, large parts of the theory can be described in a unified way. This form of description gives a "pictorial" formulation of many elementary processes in solids, which facilitates their understanding.
The frequent use of well known critical data handbooks like
Beilstein, Gmelin and Landolt Bornstein is impeded by the fact that
merely larger libraries - often far away from the scientist's
working place - can afford such precious collections. To satisfy an
urgent need of many scientists for having at their working place a
comprehensive, high quality, but cheap collection of at least the
basic data oftheirfield of interest the series "Data in Science and
Technology"is started now. This first volume presents the most
important data on two groups of semiconductors, the elements of the
IVth group of the periodic system and the III-V compounds. All data
were compiled from information on about 2500 pages in various
volumes of the New Series of Landolt-Bornstein. For each critically
chosen data set and each figure the original literature is cited.
In addition, tables of content refer to the handbooks the data were
drawn from. Thus the presentation of data in this volume is of the
same high quality standard as in the original evaluated data
collections. We hope to meet the needs of the physical community
with the volumes of the series "Data in Science and Technology,"
forming bridges between the laboratory and additional information
sources in the libraries."
Das in den beiden ersten Biinden benutzte Ordnungsprinzip der
elementaren Anregungen und ihrer Wechselwirkungen iiberdeckt nicht
das Gesamtgebiet der Festkorperphysik. Oberall dort, wo die
endliche Ausdehnung des Festkorpers oder Abweichungen von der
strengen GitterperiodiziUit wichtig werden, kann eine lokale Be
schreibung der Festkorperphanomene vorteilhafter sein. Den elemen
taren Anregungen werden deshalb in diesem abschlieBenden Band die
lokalisierten Zustiinde zur Seite gestellt. Bei der Breite des
behandel ten Gebietes war eine Beschrankung auf reprasentative
Beispiele notwendig. Ich habe dabei den Halbleiter als
Modellsubstanz fUr die Untersuchungen von GitterstOrungen und
gestorten Gittem starker in den Vordergrund gestellt als in den
vorhergehenden Banden. Nahe res zu Inhalt und Gliederung der
folgenden Kapitel findet der Leser im einleitenden Abschnitt 92. In
einem Anhang werden - wie in den ersten beiden Banden - wieder
mathematische Hilfsmittel bereit gestellt. Den AbschluB bilden ein
Literatur-und ein Sachverzeichnis fUr aile drei Bande. Meine
Mitarbeiter haben mich auch bei diesem Band wesentlich unter
stiitzt. Besonderen Dank schulde ich den Herren Dr. K. Maschke, Dr.
H. Overhofund Prof. Dr. P. Thomas fUr eine kritische Durchsicht des
gesamten Manuskripts. Fiir Hinweise und Ratschllige zu einzelnen
Kapiteln danke ich femer Herm Prof. Dr. U. Rossler, Regensburg, und
Herm Prof. Dr. J. Treusch, Dortmund. MarburgfLahn, im Mai 1973
Otfried Madelung v Inhaltsverzeichnis 92. Lokalisierte und
delokalisierte Beschreibung von Fe- korpereigenschaften . . . . . .
. . . . . . . . . 1 XII Die cbemiscbe Bindung in Festkorpem 93.
Einfiihrung . . . . . . . . . . . 4 94. Die lokalisierte
Einzelbindung . . . 6 95. Lokalisierte und delokalisierte Bindungen
11 96. Festkorper mit lokalisierter Bindung: Isolatoren und
Halbleiter. . . . . . . . . . . . . . . . . 14 ."
Der Besprechung der in einem Festkorper definierbaren elementaren
Anregungen im ersten Band folgt nun eine Diskussion der moglichen
Wechselwirkungen zwischen diesen Anregungen. Die drei wichtig sten
Gruppen von Wechselwirkungen eroffnen den Zugang zu drei groBen
Teilgebieten der Festkorperphysik: Transport, Optik, Supra leitung.
Eine Vollstiindigkeit in der Behandlung aller moglichen Phanomene
und theoretischen Modelle wurde nicht angestrebt. Eine Beschrankung
des behandelten Stoffes liegt auch darin, daB nur der unendlich
ausgedehnte, storungsfreie Festkorper betrachtet wird. Allen mit
Gitterstorungen, Grenzflachen und ungeordneten Phasen verbundenen
Erscheinungen ist der abschlieBende dritte Band gewidmet. Der
Nutzen gruppentheoretischer Betrachtungen wurde schon im ersten
Band an zahlreichen Stellen deutlich. Symmetrieuntersuchun gen lief
em qualitative Aussagen fiber die Eigenschaften elementarer
Anregungen und erleichtem quantitative Berechnungen wesentlich. Der
Anhang B enthalt deshalb eine kurze Einfiihrung in die grup
pentheoretischen Hilfsmittel der Festkorpertheorie und Beispiele zu
ihrer Anwendung. Meine Mitarbeiter Prof. Dr. U. Rossler und Dr. K.
Maschke haben wieder das gesamte Manuskript vor der Drucklegung
gelesen und mir mit vielen Ratschlagen geholfen. Fili die schnelle
und reibungs lose Herstellung des Bandes bin ich dem
Springer-Verlag, besonders Frl. . Schroder dankbar."
Der Zusammenhalt der Ionen und Elektronen in einem Festkorper
erfolgt durch die starke Wechselwirkung, die zwischen diesen
Teilchen besteht. Physikalische Vorgange im Festkorper sind dem
gemaB Kollektivphanomene, an denen viele Gitterbausteine betei ligt
sind. Die theoretische Beschreibung solcher Phanomene erscheint
zunachst wesentlich komplizierter. als die Beschreibung einfacher
Systeme schwach miteinander wechselwirkender Teilchen. Die Ent
wicklung der letzten zehn Jahre hat jedoch gezeigt, daB durch eine
systematische Einfiihrung des Begriffes der "elementaren Anre
gungen" groBe Teile der Festkorperphysik unter einem einheitlichen
Gesichtspunkt zusammengefaBt werden konnen. Gleichzeitig gibt
dieses Konzept eine anschauliche Formulierung vieler Vorgange in
Festkorpern und erleichtert damit wesentlich deren Verstandnis. Das
Konzept der elementaren Anregungen liegt diesem Buch zu Grunde. Der
vorliegende erste Band bringt eine Einfiihrung in die Grundlagen
der Theorie. Verschiedene e1ementare Anregungen
(Kollektivanregungen und Quasi-Teilchen) werden definiert und ihre
Eigenschaften diskutiert. Auf dieser Stufe ist ein Vergleich mit
dem Experiment nur in wenigen Fallen moglich. Physikalische
Vorgange sind stets Wechselwirkungen, an denen elementare An
regungen beteiligt sind. Daraufwird in den beiden folgenden Banden
eingegangen. Einen ausfiihrlichen Uberblick tiber die Gliederung
der drei Bande und das ihr zu Grunde liegende Konzept findet der
Leser im ersten Abschnitt dieses Bandes. Das Buch wendet sich an
alle, die auf dem Gebiet der Festkorper physik experimentell oder
theoretisch arbeiten oder arbeiten wollen."
Das nun seit zwei Jahrzehnten anhaltende Interesse an den Halb
leitern - sei es als Modellsubstanzen fiir die Untersuchung von
Fest korpereigenschaften, sei es als Ausgangsmaterialien fiir
zahlreiche Bauelemente der Elektronik - hat zu einer Flut von
Veroffent lichungen gefiihrt. AIle neu erscheinenden
Originalarbeiten kann ein einzelner nicht mehr iiberblicken. Die
Zahl der zusammenfassenden Berichte iiber Teilgebiete der
Halbleiterphysik betragt weit iiber Hundert. Wenn in dieser
Situation ein weiteres Buch iiber Halb leiter vorgelegt wird, so
waren dafiir folgende Griinde maBgebend: Der groBte Teil der
Halbleiterphiinomene laBt sich mit einfachen halbklassischen
Modellvorstellungen qualitativ (und oft auch quan titativ)
erklaren. Dies gilt insbesondere fiir die Erscheinungen, die die
Grundlage zum Verstiindnis der Transistorphysik bilden. Der Erfolg
einfacher Modelle ist aber immer mit der Gefahr der miB
brauchlichen Anwendung der notwendig simplifizierten Begriffe ver
bunden. Die Grenzen der Anwendung eines Modells miissen also stets
im Auge behalten werden. Nicht nur in der Forschung, sondern auch
in der Anwendung sind diese Grenzen aber heute in vielen Fallen
iiberschritten. So laBt sich der Gunn-Effekt - um nur ein Beispiel
zu nennen - nicht verstehen ohne die Kenntnis der detail lierten
Bandstruktur des Galliumarsenids und ohne Beriicksichtigung der
unterschiedlichen Elektron-Phonon-Wechselwirkung bei schwa chen und
bei starken elektrischen Feldern. Nicht nur der Physiker, der auf
dem Halbleitergebiet arbeitet, sondern auch der Ingenieur, der die
Halbleiterbauelemente mit Verstandnis anwenden will, sollte deshalb
iiber die einfachen Grundbegriffe des Halbleitermodells bin aus
dessen Grenzen und Erweiterungsmoglichkeiten kennen."
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