Festkörperspektroskopie

1. Einleitung.- 2. Grundlagen der Festkörperphysik.- 2.1 Kristalline Festkörper.- 2.2 Quantenmechanik freier Elektronen.- 2.3 Elektronen im periodischen Potential.- 2.4 Halbleiter.- 2.5 Tight-Binding und LCAO-Wellenfunktionen.- 2.6 Der metallische Zustand.- 2.7 Phononen.- Übungsaufgaben.- 3. Elektromagnetische Strahlung.- Übungsaufgabe.- 4. Strahlenquellen in sichtbaren und unmittelbar angrenzenden Spektralbereichen.- 4.1 Klassische Lichtquellen.- 4.2 Form und Breite von Spektrallinien.- 4.3 Laser als Strahlungsquellen.- Übungsaufgaben.- 5. Lichtdetektoren.- 5.1 Photographische Filme.- 5.2 Photomultiplier.- 5.3 Photoelektrische Detektoren.- Übungsaufgaben.- 6. Spektrale Zerlegung des Lichtes.- 6.1 Optische Filter.- 6.2 Monochromatoren und Spektrometer.- 6.3 Interferometer.- Übungsaufgaben.- 7. Die dielektrische Funktion.- 7.1 Optische Konstanten und die Kramers-Kronig-Relation.- 7.2 Die Kramers-Heisenberg dielektrische Funktion.- 7.3 Die dielektrische Funktion von Festkörpern mit freien Ladungsträgern.- 7.4 Experimentelle Bestimmung der dielektrischen Funktion (Ellipsometrie).- Übungsaufgaben.- 8. Spektroskopie in sichtbaren und unmittelbar angrenzenden Spektralbereichen.- 8.1 Optische Absorption.- 8.2 Lumineszenz.- Übungsaufgaben.- 9. Symmetrieeigenschaften und Auswahlregeln in Kristallen.- 9.1 Symmetrie von Molekülen und Kristallen.- 9.2 Darstellung von Gruppen.- 9.3 Klassifizierung von Schwingungen.- 9.4 Unendlich ausgedehnte periodische Punktanordnungen und Raumgruppen.- 9.5 Quantenmechanische Auswahlregeln.- Übungsaufgaben.- 10. Lichtstreuung.- 10.1 Experimenteller Aufbau von Streulichtexperimenten.- 10.2 Raman-Spektroskopie.- 10.3 Brillouin-Streuung und Rayleigh-Streuung.- Übungsaufgaben.- 11. Infrarotspektroskopie.- 11.1 Strahlenquellen, optischeKomponenten und Detektoren im Infrarot.- 11.2 Dispersive Infrarotspektroskopie.- 11.3 Fourier-Spektroskopie.- 11.4 Beispiele aus der Festkörperphysik.- Übungsaufgaben.- 12. Spinresonanzspektroskopie.- 12.1 Magnetische Momente von Atomen und Kernen in Kristallen.- 12.2 Kinematische Beschreibung der Spinresonanz.- 12.3 Lösungen der Bloch-Gleichungen für die Resonanzabsorption.- 12.4 Elektronenspinresonanz.- 12.5 Kernspinresonanz.- 12.6 Kernquadrupolresonanz.- 12.7 Doppelresonanzexperimente: Dynamische Kernpolarisation (DNP) und Elektron-Kernspin Doppelresonanz (ENDOR).- Übungsaufgaben.- 13. Ultraviolett- und Röntgenspektroskopie.- 13.1 Röntgen-Strahlung.- 13.2 Synchrotronstrahlung.- 13.3 Spektrometer und Detektoren.- 13.4 Photoelektronenspektroskopie (XPS, UPS, ESCA, AUGER).- 13.5 Feinstruktur-Röntgen-Strahlabsorption (EXAFS).- übungsaufgabe.- 14. Spektroskopie mit ?-Strahlen.- 14.1 Mössbauer-Spektroskopie.- 14.2 Gestörte Winkelkorrelation.- Übungsaufgabe.- 15. Spektroskopie mit geladenen Teilchen.- 15.1 Elektronen-Energieverlustspektroskopie.- 15.2 Spektroskopie mit Positronenvernichtung.- 15.3 ?-Meson Spektroskopie.- 15.4 Tunnelspektroskopie.- Übungsaufgaben.- 16. Neutronenstreuung.- 16.1 Elastische Neutronenstreuung.- 16.2 Inelastische Neutronenstreuung.- Literatur.