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By Rudolf Huebener

Das vorliegende Buch gibt eine kompakte Einführung in die Grundlagen der Festkörperphysik, wobei der Schwerpunkt auf den elektrischen und magnetischen Materialeigenschaften liegt.

Leser werden nicht nur die kompakte und anschauliche Herangehensweise schätzen, sondern auch die kurzen Abschnitte über die Forschungsgeschichte der Festkörperphysik, die mit wegweisenden Forschern wie Max Planck, Albert Einstein aber auch Heike Kamerlingh Onnes, Eugene Wigner oder Frederick Seitz verbunden ist. Diese helfen dabei, die Entwicklung der Festkörperphysik und ihre unterschiedlichen Theorien und Modelle verstehen und einordnen zu können.

Das Buch richtet sich an Studierende der Physik, Ingenieurwissenschaften und Materialwissenschaften bis zum Bachelor. Es kann durch seine anschaulichen Erklärungen und seinen didaktischen Ansatz auch als motivierende Vorstufe und unterstützendes Begleitwerk beim Studium anspruchsvollerer Lehrbücher der Festkörperphysik benutzt werden. Die zweite Auflage wurde korrigiert und um Abschnitte zu magnetische Verunreinigungen und dem Kondo-Effekt ergänzt.

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Wie wir sehen, ist die Bindungsenergie deutlich größer als im Fall der Van-der-WaalsBindung. Die R−1-Abhängigkeit der Bindungsenergie bedeutet eine lange Reichweite der Wechselwirkung und somit eine Wechselwirkung zwischen den Ladungen sowohl mit entgegengesetztem als auch mit gleichem Vorzeichen. Im Grenzfall sehr kleiner Abstände ist wieder Abstoßung zu erwarten. Das Abstoßungspotenzial kann in der Form gewählt werden λ e−rij /ρ, wobei rij der Abstand zwischen den Ionen i und j ist, und ρ den Abfall des Potenzials festlegt.

3 Wärmeleitfähigkeit des Kristallgitters Phononen spielen auch beim Transport von Wärmeenergie durch Kristalle eine Rolle. In elektrischen Isolatoren sind sie der einzige Mechanismus, der die Wärmeleitfähigkeit bestimmt. Der Phononen-Beitrag κG zur Wärmeleitfähigkeit eines Kristalls ist eng mit dem Gitteranteil C der spezifischen Wärme verknüpft. Dies wird durch die einfache Formel der kinetischen Theorie für κG verdeutlicht κG = 1 vCℓ. 7) Hier ist v die Geschwindigkeit und ℓ die freie Weglänge der Phononen.

Die Maximalfrequenz ωD rührt einfach von den diskreten Gitterpunkten des Kristallaufbaus. Längenskalen ­unterhalb des Abstands nächster Nachbarn im Kristallgitter sind für die Gitterschwingungen irrelevant, sodass hierdurch ein Minimalwert der Wellenlänge und ein entsprechender Maximalwert der Schwingungsfrequenz definiert ist. Der resultierende Maximalwert ħωD der Phononenenergie wird als Debye-Energie bezeichnet. 2 Spezifische Wärme des Kristallgitters, Phononenspektrum 41 werden wir in diesem Fall nicht mit entsprechenden Extremalwerten von Wellenlänge und Frequenz konfrontiert.

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