Flüssige und amorphe Metalle3 Semester (2/0)H. Solbrig |
| A. Metallisches Verhalten 01 Große elektrische Leitfähigkeit 02 Starke Reflexion und Absorption von Licht 03 Entartetes Elektronengas 04 Kompressionsverhalten 05 Elektronen in der kT-Schicht an der Fermi-Grenze | |||||||||||||
| B. Flüssiger Zustand 01 Modell für dichte Gase und Flüssigkeiten 02 Selbstdiffusion 03 Viskosität 04 Relaxationszeiten in Flüssigkeiten 05 Autokorrelation der Geschwindigkeiten 06 Beispiele: ungedämpfte und gedämpfte Schwingungen, Driftbewegung 07 Prototypen flüssiger Systeme (l-Ar, l-Na, l-NaCl, l-Se, l-He) | |||||||||||||
| C. Amorpher Zustand 01 Atombewegungen 02 Metastabil oder instabil ? 03 Glasübergang 04 Vogel-Fulcher- und Arrhenius-Gesetz 05 Amorphe Metalle: Herstellung, Klassifizierung und Struktur 06 Tetraedrische und icosaedrische Koordination 07 15-Angström-Bereiche als Elemente der amorphen Struktur 08 Festere Elektronenbindung in amorphen Metallen | |||||||||||||
| D. Strukturmodelle 01 Atom- und Ionenradien 02 DRPHS-Modell (Bernal) 03 Dichteste Kugelpackung 04 Dichte ungeordnete Kugelpackungen 05 Computer-Modelle 06 Strukturfaktor bei Hartkugelverhalten 07 Voronoi-Polyeder 08 Teilchendichten und Teilchenverteilungen 09 Paarkorrelation 10 RDF | |||||||||||||
| E. Zustandsgleichungen für Flüssigkeiten
01 Strukturfaktor und Teilchenzahlschwankungen 02 Teilchenzahlschwankungen und isotherme Kompressibilität 03 Virialsatz 04 Thermische Zustandsgleichung 05 Beispiel: Hartkugelflüssigkeit 06 Kalorische Zustandsgleichung | |||||||||||||
| F. Paarkorrelation und effektive interatomare Wechselwirkung 01 Gleichungshierarchie 02 Born-Green-Konzept 03 Dreiteilchenkorrelation in Flüssigkeiten 04 Direkte Korrelation und Strukturfaktor 05 Percus-Yevick-Gleichung 06 Beispiel: Hartkugelsystem 07 Über die freie Energie zur Thermodynamik des Hartkugelsystems 08 Hypernetted-chain-Gleichungen | |||||||||||||
| G. Computermodellierung der Struktur flüssiger und amorpher Metalle 01 Molekulardynamik (N-V-U und N-V-T) 02 Verlet-Algorithmus 03 Anwendungen: quench-Konfigurationen 04 Detailliertes Gleichgewicht 05 Monte-Carlo-Simulation (Metropolis-Verfahren) | |||||||||||||
| H. Dynamische Struktur kondensierter Systeme 01 Dispersionsrelation und inelastische Streuung 02 Neutronen als Sonde 03 Thermische Neutronenquelle 04 Streulänge und Fermisches Pseudopotential 05 Neutronenwellenfunktion in der Umgebung des Atomkerns 06 Wie misst man Streulängen ? 07 Wirkungsquerschnitt und Übergangswahrscheinlichkeit je Zeiteinheit 08 Zweifach differentieller Streuquerschnitt 09 Kohärenz und Inkohärenz 10 Zeitabhängige Paarkorrelation: klassische Mechanik und Quantenmechanik 11 Dynamischer Strukturfaktor 12 Selbstkorrelation und inkohärente Neutronenstreuung 13 Rayleigh- und Brillouin-Peaks in der kohärenten Neutronenstreuung | |||||||||||||
| I. Elektronen in flüssigen und amorphen Metallen 01 Charakter der Elektronenzustände 02 Grundzustand freier Elektronen 03 Elektronische Zustandsdichte (DOS) 04 Freie Elektronen bei Temperaturen oberhalb 0 Kelvin 05 DOS und Greensche Funktion 06 Lokale elektronische Zustandsdichte 07 Orbital-Zerlegung der DOS 08 Spektralzerlegung der DOS 09 Spektralfunktion freier und nahezu freier Elektronen 10 Elektronen-Struktur-Wechselbeziehungen | |||||||||||||
| J. Photoelektronenspektroskopie 01 Dreistufenprozeß 02 Goldene Regel als theoretischer Zugang 03 Inverse Photoemission | |||||||||||||
| K. Pseudopotential 01 Born-Oppenheimer-Näherung 02 Heine-Abarenkov-Animalu-Pseudopotential 03 Modellpotentiale für Ionen 04 Effektive interatomare Wechselwirkung | |||||||||||||
| L. Elektronischer Transport in flüssigen und amorphen Metallen 01 Relaxierungszeit-Konzept 02 Voraussetzungen der NFE-Beschreibung 03 Drude-Formel 04 Widerstand durch Streuung an Verunreinigungen geringer Konzentration 05 Ziman-Formel: flüssige einfache Metalle 06 Erweiterte Ziman-Formel: Übergangsmetalle 07 Die Temperatur in der Ziman-Formel: Baym-Formel 08 Temperaturkoeffizient des Widerstandes 09 Materialüberblick und Mooij-Vermutung 10 Vielfachstreuung in der Leitfähigkeit: Diskussion von Korrekturen | |||||||||||||
Reduktion auf 1 Semester WPF (2 SWS) | |||||||||||||
| A Nahezu freie Elektronen in nicht-kristallinen Metallen 01 Valenzelektronen 02 Elektronen-Ionen-Entkopplung 03 Pauliprinzip 04 Pseudopotential 05 Modellpotentiale für freie Ionen 06 Statische Abschirmung 07 Bandstrukturenergie 08 Effektive interatomare Wechselwirkung | |||||||||||||
| B Computermodellierung flüssiger und amorpher Metalle 01 N-V-E-Molekulardynamik 02 Prädiktor-Korrektor-Methode 03 N-P-H-Molekulardynamik 04 N-V-T-Molekulardynamik | |||||||||||||
| C Elektronischer Transport 01 Leitwert und Leitfähigkeit 02 Drude-Lorentz-Theorie (klassisch) 03 Quasi-klassische Beschreibung im Phasenraum 04 Boltzmann-Theorie 05 Relaxierungszeit-Näherung 06 Beugungskonzept (Ziman-Formel) 07 Starke Streuung (Kubo-Formel) 08 Diffusion und Ohmsches Verhalten 09 Interferenz | |||||||||||||
Reduktion auf 2/3 Semester WPF
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Literatur | |||||||||||||
Zu allen Aspekten:Cusack N E The Physics of Structurally Disordered Matter Graduated Student Series in in Physics, Ed. Brewer D F Adam Hilger, Bristol Philadelphia 1988 Faber T E Introduction to the Theory of Liquid Metals Cambridge University press 1972 Elliott S R Physics of Amorphous Materials Longman, London 1984 Hafner J From Hamiltonians to Phase Diagrams Springer Series in Solid St. Phys. vol. 70, 1987 Norris C Liquid Metals 1976 Inst. Phys. Conf. Series 30, 1977 | |||||||||||||
| Zur Struktur: Waseda J The Structure of Non-Crystalline Materials -Liquids and Amorphous Solids Mc Graw-Hill, NY 1980 | |||||||||||||
| Zur Computer-Modellierung:
Heermann D W Computer Simulation Methods in Theoretical Physics Springer Verlag, Berlin, Heidelberg and New York, 1987 | |||||||||||||
| Zu den statistisch-physikalischen Aspekten und zur Dynamik:
Hansen J P, McDonald I R Theory of simple liquids Academic Press, London Orlando NY ... 1986
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| Zu Elektronen in geordneten/ungeordneten Metallen:
Czycholl G Theoretische Festkörperphysik (Von den klassischen Modellen zu modernen Forschungsthemen) Vieweg, Braunschweig Wiesbaden 2000 Sutton A P Electronic Structure of Materials Clarendon Press, Oxford 1993 Nichols C S Structure and Bonding in Condensed Matter Springer-Verlag Cambridge University Press 1995 Skriver H L The LMTO Method Springer-Verlag, 1980 Pendry J B Low energy electron diffraction Academic Press, London and New York, 1974 Hume-Rothery W und Raynor G-V The Structur of Metals and Alloys, 4th ed, Institute of Metals, London 1962 Mott N F und Davies E A Electronic Processes in N-C Materials Oxford Univ. Press., Oxford 1979
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| Zur Neutronenstreuung:
Lovesey S W Theory of Neutron Scattering from Condensed Matter Oxford 1984 Williams und Lovesey Contemporary Physics 30(1989)35
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| Zu kristallinen Metallen:
Schulze G E R Metallphysik Akademie-Verlag 1974 Kittel Ch Einführung in die Festkörperphysik Geest + Portig, Leipzig 1973
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| Zum elektronischen Transport:
Rossiter P L The electrical resistivity of metals and alloys Cambridge University Press, Cambridge 1986 Dyos G T und Farrell T Electrical Resistivity Handbook Peter Peregrinus Ltd. London 1992 |
