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Universität Erlangen-Nürnberg

Bachelor of Science Physik

Prof. Dr.

2024

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Experimentalphysik 6: Festkörperphysik - Cheatsheet
Experimentalphysik 6: Festkörperphysik - Cheatsheet Elektronen im periodischen Potential Definition: Elektronen bewegen sich in Festkörpern im periodischen Potential des Kristallgitters. Dies beeinflusst ihre Energiezustände und führt zur Bildung von Bändern und Bandlücken. Details: Schrödinger-Gleichung: \[ H \psi = E \psi \] Kristallpotential: \[ V(\mathbf{r}) = V(\mathbf{r} + \mathbf{R}) \] Blo...

Experimentalphysik 6: Festkörperphysik - Cheatsheet

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Experimentalphysik 6: Festkörperphysik - Exam
Experimentalphysik 6: Festkörperphysik - Exam Aufgabe 2) Raumgruppen und Symmetrieoperationen Raumgruppen und Symmetrieoperationen beschreiben die Symmetrien in Kristallstrukturen und wie sie durch Transformationen invariant bleiben. Raumgruppen bestehen aus Kombinationen von verschiedenen Symmetrieoperationen wie Translationen, Rotationen, Spiegelungen und Inversionszentren. Es gibt insgesamt 230...

Experimentalphysik 6: Festkörperphysik - Exam

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Was beschreibt das Bloch'sche Theorem in Bezug auf Elektronen in einem periodischen Potential?

Was besagt die Schrödinger-Gleichung in Bezug auf Elektronen im periodischen Potential?

Was charakterisiert die Energie-Bandstruktur in Festkörpern?

Was beschreiben Raumgruppen und Symmetrieoperationen?

Wie viele Raumgruppen gibt es im dreidimensionalen Raum?

Welche Symmetrieoperation kombiniert Translation und Rotation?

Was beschreibt das Bändermodell in Festkörpern?

Welche Bandlücke hat ein Halbleiter?

Welche Formel beschreibt die Bandlücke?

Was ist ein P-N-Übergang?

Wovon hängt die Breite der Sperrschicht \(W\) ab?

Wie verhalten sich Dioden bei Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC)?

Was beschreibt die BCS-Theorie in konventionellen Supraleitern?

Welche Eigenschaft zeigt der Meissner-Ochsenfeld-Effekt in Supraleitern?

Was beschreibt die Wellenfunktion in der BCS-Theorie?

Was sind Phononen im Kontext der Festkörperphysik?

Welche Eigenschaften haben akustische Phononen?

Was versteht man unter Phonon-Phonon-Wechselwirkungen?

Wie wird die kinetische Energie der Elektronen im Freie-Elektronen-Modell beschrieben?

Was ist die Formel für die Fermienergie im Freie-Elektronen-Modell?

Welche Annahme wird im Freie-Elektronen-Modell gemacht?

Was beschreibt der Meissner-Effekt?

Wer entdeckte den Meissner-Effekt und wann?

Was passiert mit dem Magnetfeld im Inneren eines Supraleiters im supraleitenden Zustand?

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Diese Konzepte musst du verstehen, um Experimentalphysik 6: Festkörperphysik an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

01
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Theoretische Grundlagen der Festkörperphysik

Diese Einheit behandelt die fundamentalen theoretischen Konzepte, die den Bereich der Festkörperphysik untermauern.

  • Quantenmechanische Modelle
  • Gitterdynamik
  • Phononen und deren Wechselwirkungen
  • Elektronen im periodischen Potential
  • Kohlenstoff- und Quasiteilchen
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Kristallstrukturen und Symmetrien

In dieser Einheit werden die unterschiedlichen Kristallstrukturen und deren Symmetrien detailliert untersucht.

  • Bravais-Gitter und deren Klassifikation
  • Einheitszellen und Atombasen
  • Raumgruppen und Symmetrieoperationen
  • Röntgenbeugung und Kristallstrukturanalyse
  • Wechselwirkungen zwischen Atomen in Festkörpern
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Elektronische Eigenschaften von Festkörpern

Diese Einheit widmet sich den elektronischen Eigenschaften und dem Verhalten von Elektronen in Festkörpern.

  • Freie-Elektronen-Modell
  • Bändermodell und Bandlücken
  • Elektron-Loch-Paar-Bildung
  • Leitungs- und Valenzband
  • Elektrischen Transport in Festkörpern
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Halbleiterphysik

Die Halbleiterphysik ist ein essentieller Bereich der Vorlesung, die sich um die besonderen Eigenschaften von Materialien mit halbleitenden Charakteren dreht.

  • Intrinsische und dotierte Halbleiter
  • P-N-Übergänge und Dioden
  • Transistoren und deren Anwendungen
  • Halbleiterbauelemente und deren Funktionsweise
  • Optoelektronische Eigenschaften
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Supraleitung

Diese Einheit erklärt die Phänomene und Theorien hinter der Supraleitung und deren Anwendungen.

  • Meissner-Effekt
  • BCS-Theorie
  • London-Gleichungen
  • Typ-I und Typ-II Supraleiter
  • Kritische Temperatur und Feldstärken
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Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Experimentalphysik 6: Festkörperphysik an Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Die Vorlesung Experimentalphysik 6: Festkörperphysik an der Universität Erlangen-Nürnberg bietet Dir eine umfassende Einführung in die Welt der Festkörperphysik. Du wirst sowohl theoretische als auch experimentelle Aspekte dieses Fachgebiets detailliert untersuchen. Aufbauend auf den vorhergehenden Experimentalphysikmodulen behandelt dieser Kurs grundlegende und fortgeschrittene Konzepte der Festkörperphysik.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Die Vorlesung Experimentalphysik 6: Festkörperphysik umfasst eine detaillierte Untersuchung der theoretischen und experimentellen Aspekte der Festkörperphysik. Der zeitliche Umfang und die genaue Aufteilung der Inhalte können im Modulhandbuch auf campo eingesehen werden. Sie behandelt die grundlegenden und fortgeschrittenen Konzepte der Festkörperphysik und baut auf den vorhergehenden Experimentalphysikmodulen auf.

Studienleistungen: Die Prüfungsleistungen am Ende der Vorlesung beinhalten in der Regel eine schriftliche oder mündliche Prüfung. Details dazu finden sich in den Modulbeschreibungen. Die Prüfungsleistungen werden in Form einer Klausur am Ende des Semesters erbracht.

Angebotstermine: Die Vorlesung wird sowohl im Wintersemester als auch im Sommersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Theoretische Grundlagen der Festkörperphysik, Kristallstrukturen und Symmetrien, Elektronische Eigenschaften von Festkörpern, Halbleiterphysik, Supraleitung, Magnetische Eigenschaften von Festkörpern, Bandstrukturtheorie, Magnetismus in Festkörpern

So bereitest Du Dich optimal auf die Prüfung vor

Beginne frühzeitig mit dem Lernen, idealerweise schon zu Beginn des Semesters, um Dir die nötige theoretische Basis anzueignen.

Nutze verschiedene Ressourcen, wie Bücher, Übungsaufgaben, Karteikarten und Probeklausuren, um dein Wissen zu vertiefen.

Schließe Dich Lerngruppen an und tausche Dich mit anderen Studierenden aus, um gemeinsam Lösungsstrategien zu entwickeln.

Vergiss nicht, regelmäßige Pausen einzulegen und in diesen Zeiten komplett abzuschalten, um eine Überbelastung zu vermeiden.

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