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Experimentalphysik 6: Festkörperphysik (EP-6)7.5 ECTS (englische Bezeichnung: Experimental Physics 6: Solid State Physics)
Modulverantwortliche/r: Thomas Fauster, Dozenten der Physik der Kondensierten Materie Lehrende:
Thomas Fauster
Startsemester: |
WS 2020/2021 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
75 Std. | Eigenstudium: |
150 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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Experimentalphysik 6: Festkörperphysik
(Vorlesung, 3 SWS, Thomas Fauster, Mo, Mi, 10:00 - 12:00, Aufzeichnung auf FAU-Videoportal; MIttwochstermin 14tägig; Vorbesprechung: 2.11.2020, 10:00 - 12:00 Uhr, Zoom-Meeting)
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Übung zur Experimentalphysik 6: Festkörperphysik
(Übung, Thomas Fauster et al., Mo, 12:00 - 14:00, 16:00 - 18:00, Zoom-Meeting; Di, 8:00 - 10:00, Zoom-Meeting; ab 9.11.2020)
Inhalt:
Gittersystem
Bravais-Gitter; Kristallstrukturen, Symmetrien und Klassifizierung; reziprokes Gitter;
Streuung am Gitter, Laue-Bedingung, Strukturfaktor, Streumethoden; chemische Bindung
Klassisches Modell: 2-atomige Kette, Dispersionsrelation; Quantenmechanik: Phononen;
Thermodynamik des Phononensystems, Debye-Modell, Einstein-Modell;
Phononenspektroskopie Elektronensystem
Teilchen im Kasten, Fermi-Kugel, Fermi-Dirac-Statistik; Spezifische Wärme
Blochtheorem; Fast freies Elektronengas, Bandstruktur; Tight-binding Bandstruktur; reale
Bandstrukturen, Zustandsdichten; experimentelle Methoden zur Bestimmung der
Bandstruktur
Offene und abgeschlossene Bänder; semiklassische Bewegungsgleichungen, effektive
Masse, Elektronen und Löcher Transportphänomene
Drude-Transport; Boltzmann-Formalismus; elektrische Leitfähigkeit Halbleiter
Isolatoren; Ladungsträgerstatistik
Ladungsträgerstatistik; Leitfähigkeit, Hall-Effekt
pn-Übergang
Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden
erläutern und erklären die experimentellen Grundlagen und die quantitativ-mathematische Beschreibung des Gitter- und Elektronensystems von Festkörpern sowie von Transportphänomenen und Halbleitereigenschaften gemäß den detaillierten Themen im Inhaltsverzeichnis
wenden die physikalischen Gesetze und jeweiligen mathematischen Methoden auf konkrete Problemstellungen an
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Ergänzende Modulstudien Physik (keine Abschlussprüfung angestrebt bzw. möglich): ab 1. Semester
(Po-Vers. 2017w | NatFak | Ergänzende Modulstudien Physik (keine Abschlussprüfung angestrebt bzw. möglich) | Gesamtkonto | Experimentalphysik 6: Festkörperphysik)
- Physik (Bachelor of Science): ab 5. Semester
(Po-Vers. 2010 | NatFak | Physik (Bachelor of Science) | Module des 3. bis 6. Fachsemesters | Experimentalphysik 6: Festkörperphysik)
- Physik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2018w | NatFak | Physik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Experimentalphysik 6: Festkörperphysik)
- Physik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2020w | NatFak | Physik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Experimentalphysik 6: Festkörperphysik)
- Physik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | NatFak | Physik (Master of Science) | Gesamtkonto | Physikalische Wahlfächer | Experimentalphysik 6: Festkörperphysik)
- Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | NatFak | Elitestudiengang Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Master of Science) | Gesamtkonto | Physikalische Wahlfächer | Experimentalphysik 6: Festkörperphysik)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Klausur zur Experimentalphysik 6 (Prüfungsnummer: 62111)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: WS 2020/2021, 1. Wdh.: WS 2020/2021 (nur für Wiederholer)
1. Prüfer: | Thomas Fauster |
- Termin: 23.02.2021, 14:00 Uhr, Ort: HG
Experimentalphysik: Festkörperphysik (Prüfungsnummer: 67511)
(englischer Titel: Experimental physics: Solid state physics)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 7.5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: WS 2020/2021, 1. Wdh.: SS 2021 (nur für Wiederholer)
1. Prüfer: | Thomas Fauster |
- Termin: 23.02.2021, 14:00 Uhr, Ort: HG
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