Description
(Text)
Das 2-bändige Lehrbuch vermittelt anschaulich und verständlich quanten- und festkörpertheoretische Kenntnisse und Fertigkeiten und richtet sich an Studierende der Natur- und Ingenieurswissenschaften.
__Band 1 Quantenmechanik. Im ersten Teil werden ausführlich sowohl Handwerkszeug als auch Methoden erläutert, um typische Eigenwertprobleme kleinster Systeme zu lösen, wie denen des Elektrons im Kasten und des H-Atoms. Wechselwirkt Strahlung mit einem Quantensystem, kann dieses mit Schwingungen oder Rotationen antworten. Auch das Phänomen des Tunneleffekt ist nun einer Beschreibung zugänglich.
Dass bei der Messung einer Eigenschaft nur ein Mittelwert, bei der einer anderen dagegen ein scharfer Wert beobachtet wird, kann nun mit absoluter Sicherheit prognostiziert werden. Der Übergang von kleinsten Systemen zu größeren atomaren oder molekularen Einheiten wie dem He-Atom, dem H2+-Ion oder dem Benzol gelingt mit Näherungsverfahren, die zufriedenstellende Übereinstimmung mit den Experimenten ermöglichen, wenn auch mit hohem Rechenaufwand.
In den etwa zweihundert Aufgaben werden in den Lösungen diese Methoden ausführlich erörtert.
__Band 2. Festkörperphysik. Der zweiteTeil beginnt mit der Betrachtung der einzelnen Festkörperklassen und weitet den Bogen mit der thermischen Energie und optischen Phänomenen von Isolatoren. Der Schwerpunkt liegt jedoch auf Metallen und Halbleitern, wobei mit dem Modell Freier Elektronen sowohl optische wie magnetische Effekte bis hin zum Ferromagnetismus umfassend be-schrieben werden können. Bei elektrischen Eigenschaften dagegen ist eine Ausweitung dieses Modells erforderlich, das damit aber das Fenster zu den Halbleitern öffnet, deren Eigenschaften sowohl im Volumen wie an Grenzflächen untersucht werden, so dass damit ein Verständnis von Halbleiter-bauelementen ermöglicht wird, hier dargelegt an Dioden.
Viele in den über hundert Aufgaben betrachteten Fragestellungen, die von ausführlichen Lösungswe-gen begleitet sind, zeigen auf, wie weitreichend die Anwendungen sind, die sich mit der erworbenen Fertigkeit in diesem Calculus erschließen lassen.
(Author portrait)
Gerhard Franz erwarb 1977 seinen Magistergrad in physikalischer Chemie an der Philipps-Universität Marburg und promovierte 1980 an der Philipps-Universität mit einer Arbeit über die thermodynamischen und leitfähigkeitstechnischen Aspekte der flüssigen Alkalimetalle Rubidium und Cäsium bis zu ihrem kritischen Punkt 1980 an der Philipps-Universität. 1981 wechselte er in die analytische Abteilung der Siemens Research Laboratories in München und nach fünf Jahren in die Abteilung Photonik der Siemens Research Laboratories, wo er 1992 für die Entwicklung plasmabasierter Verfahren, insbesondere des reaktiven Ionenätzens (RIE) und der Plasmadiagnostik, verantwortlich war. 2002 wechselte er an die Hochschule München, an der er bis 2019 als Professor für Angewandte Physik tätig ist.
Seine pädagogischen Interessen konzentrieren sich auf die Ausbildung von Doktoranden im Masterstudiengang "Mikro- und Nanotechnologie", in dem er seit mehr als 15 Jahren den Aufnahmekurs unterrichtet, der zur Grundlage dieser Lehrbücher geworden ist. Im Jahr 2005 gründete er zusammen mit einigen Kollegen der Technischen Universität München das Zentrum für Nanostrukturtechnologie. Bald weckte die chemische Gasphasenabscheidung der organischen Verbindung Poly-p-xylylol sein Interesse und wurde zum zweiten Zentrum seiner Forschung.
Gerhard Franz ist Autor von vier Büchern über Tieftemperatur-Plasmaphysik und Mikrostrukturierungstechnik, hält mehr als 70 externe Vorträge und hat mehr als 60 begutachtete Bücher verfasst. Themen sind vor allem RIE von III/V-Halbleitern, photonische Bauelemente, die mit dieser Technologie hergestellt wurden, Plasmadiagnostik und chemische Gasphasenabscheidung.
