Theoretische Festkörperphysik, Bandstrukturmethoden

H. Sormann und E. Schachinger

Theoretische Festkörperphysik WS 2 VO 515.468
Wintersemester 2011/12

Zeit: Freitags von 10:30 bis 12:00 (Beginn: 7. 10. 2011)
Ort: Hörsaal P3


In dieser LV wollen wir Sie mit den Grundlagen der Theoretischen Festkörperphysik bekannt machen.
Die wichtigsten Stichworte in dieser Hinsicht sind die Symmetrieeigenschaften eines Kristalls und die
damit verbundenen quantenmechanischen Konsequenzen (Bloch-Theorem, elektronische Bandstruktur).
In weiterer Folge werden einige wichtige Ansätze zur Beschreibung der Metallelektronen diskutiert,
insbesondere das Sommerfeld-Modell und das Modell der fast-freien Elektronen.
Die Kapitel 7-9 beschäftigen sich mit dem Übergang von der Orts- in die Teilchenzahl-Darstellung
(auch "zweite Quantisierung" genannt).
Diese Darstellung erleichtert den Zugang zur sehr bedeutenden Hartree-Fock-Theorie
im Kapitel 10. Im Rahmen dieses Kapitels bieten wir Ihnen auch eine kurze Einführung in die
Dichtefunktional-Theorie (DFT).

Beilagen zum Downladen
Bandanalyse Natrium
Bandtypen

Zusammenfassungen zum Downladen
Zweite Quantisierung
Hartree-Fock-Theorie
Dichtefunktional-Theorie

Demos zum Downladen


Spintronics-Literatur


Literatur_latticeOPT


Übungen PHY.011 (Nanophysik)


ACHTUNG: Das Vorlesungsskriptum wird von mir im Laufe des Semesters überarbeitet werden.
Alle Kapitel, die in der folgenden Liste mit (2011) gekennzeichnet sind,
sind bereits fertig und können von Ihnen jederzeit downgeladen werden:


1. Kapitel(2011): Symmetrieeigenschaften des idealen Kristalles (pdf)
   
2. Kapitel(2011): Die Valenzelektronen eines Metalles im Sommerfeld-Modell (pdf)
   
3. Kapitel(2011): Freie Valenzelektronen im idealen Kristallgitter; reduzierte Energieschemata (pdf)
   
4. Kapitel(2011): Prototypen: E-Bandstruktur und DOS (pdf)
   
5. Kapitel(2011): Aufspaltung der Energiebänder; Grenzfall fast freier Elektronen (pdf)
   
6. Kapitel(2011): Die zweite Quantisierung (pdf)
   
7. Kapitel(2011): Das Fermionenfeld in der Darstellung der zweiten Quantisierung (pdf)
   
8. Kapitel(2011): Hartree-Fock Verfahren/ Grundlagen Dichtefunktional-Theorie (leicht gekürzt) (pdf)
   






Bandstrukturmethoden SS 2 VO 515.470
Sommersemester 2012

Zeit: mittwochs von 8:30 bis 10:00 (Beginn: 7. März 2012)
Ort: Besprechungsraum Theor. Physik (309) 3. OG

Das Generalthema dieser LV sind - dem Titel gemäß - die wichtigsten theoretischen Methoden zur
Berechnung der elektronischen Bandstruktur in kristallinen Festkörpern.
In den Kapiteln 9-15 geht es um die PW-, OPW-, Pseudopotential-, APW- und KKR-Methode sowie
um die sogenannten linearisierten Zellen-Methoden, wobei die Darstellung der theoretischen Grundlagen
in gebotener Kürze erfolgt (die wenigen längeren Ableitungen sind in den Anhang zum Skriptum "verbannt").
Im Kapitel 16 sprechen wir über das Potential, in dem sich die Kristallelektronen bewegen, sowie über die
sog. Fermifläche. Abschließend folgt - nach dem Kapitel 17 über Phononen - das sehr wichtige Schluß-Kapitel 18,
in welchem wir Ihnen eine Einführung in traditionelle und moderne Streuexperimente der
Theoretischen Festkörperphysik bieten.

Pseudopotential-Literatur/Literature to pseudopotentials

Phononen-Literatur/Literature to phonons

APW+KKR

Bandstruktur_Beispiele/Examples of bandstructure calculations

Material zum Kap. 18/Papers to Chapter 18

summaries


ACHTUNG: Dieses Vorlesungsskriptum wird von mir im Laufe des Sommersemesters 2012
noch überarbeitet werden. Alle Kapitel, die in der folgenden Liste mit (2012) gekennzeichnet sind,
sind bereits fertig und können von Ihnen jederzeit downgeladen werden:


9. Kapitel(2012): Entwicklung nach ebenen Wellen (PW-Methode) (pdf)
10. Kapitel(2012): Entwicklung nach orthogonalisierten ebenen Wellen (OPW-Methode) (pdf)
11. Kapitel(2012): Die Pseudopotential-Methode (pdf)
12. Kapitel(2012): Zellen-Methoden (pdf)
13. Kapitel(2012): Die APW - Methode (pdf)
14. Kapitel(2012): Die Methode der Green'schen Funktionen (KKR - Methode) (pdf)
15. Kapitel(2012): Linearisierte Zellen-Methoden (pdf)
16. Kapitel(2011): Kristallpotential und Fermifläche (pdf)
17. Kapitel(2011): Dynamik des Kristallgitters - Phononentheorie (pdf)
18. Kapitel(2011): Theorie und Experiment/Inhaltsverzeichnis (pdf)