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Physik Festkörperphysik – Kristalle und Bandstruktur

15 KartenNaturwissenschaftenatrio11.10.2026Nur mit Link

Karteikarten zum Thema „Naturwissenschaften“ · 15 Karten · von atrio. Beispiele: Was definiert ein Bravais-Gitter? · Wie viele Bravais-Gitter gibt es im drei…

Karten

15 Karten
STANDARD

Was definiert ein Bravais-Gitter?

Rückseite

Eine unendliche Anordnung von Punkten, die durch diskrete Translationsvektoren R = n₁a₁ + n₂a₂ + n₃a₃ erzeugt wird, wobei alle Gitterpunkte äquivalent sind.

STANDARD

Wie viele Bravais-Gitter gibt es im dreidimensionalen Raum?

Rückseite

14 Bravais-Gitter, unterteilt in 7 Kristallsysteme (kubisch, tetragonal, orthorhombisch, hexagonal, trigonal, monoklin, triklin).

STANDARD

Was beschreiben Miller-Indizes (hkl)?

Rückseite

Die Orientierung von Kristallebenen als Kehrwerte der Achsenabschnitte in Einheiten der Gitterkonstanten, gekürzt auf kleinste ganze Zahlen.

STANDARD

Was ist der reziproke Gittervektor G?

Rückseite

G = h b₁ + k b₂ + l b₃ mit bᵢ · aⱼ = 2π δᵢⱼ; er steht senkrecht auf den (hkl)-Ebenen und sein Betrag ist 2π/dₕₖₗ.

STANDARD

Was ist die erste Brillouin-Zone?

Rückseite

Der Wigner-Seitz-Zelle des reziproken Gitters – alle Punkte im k-Raum, die näher am Ursprung liegen als an jedem anderen reziproken Gitterpunkt.

STANDARD

Was besagt der Satz von Bloch für Elektronen im Kristall?

Rückseite

Die Wellenfunktion ist ψₖ(r) = uₖ(r) e^{ik·r} mit gitterperiodischem uₖ(r); k ist der Kristallimpuls im ersten Brillouin-Zonen.

STANDARD

Wie entsteht eine Energiebande im Festkörper?

Rückseite

Durch Überlappung atomarer Orbitale zu einem Quasi-Kontinuum diskreter Niveaus; die Bandbreite hängt von der Überlappintegrale (Hopping) ab.

STANDARD

Was unterscheidet Valenz- von Leitungsband?

Rückseite

Das Valenzband ist das höchste besetzte Band bei 0 K, das Leitungsband das niedrigste unbesetzte Band; dazwischen liegt die Bandlücke E_g.

STANDARD

Wann ist ein Festkörper Metall, Halbleiter oder Isolator?

Rückseite

Metall: Teilweise gefülltes Band oder Bandüberlappung. Halbleiter: Kleine Bandlücke (E_g ≈ 0,1–3 eV). Isolator: Große Bandlücke (E_g > 3 eV).

STANDARD

Was ist das Ferminiveau E_F bei 0 K?

Rückseite

Die Energie, bis zu der alle Einteilchenzustände besetzt sind; bei Metallen liegt E_F im Band, bei Halbleitern/Isolatoren in der Bandlücke.

STANDARD

Was beschreibt die effektive Masse m* eines Elektrons?

Rückseite

m* = ħ² / (d²E/dk²); sie fasst den Einfluss der periodischen Gitterpotential auf die Elektronendynamik zusammen und kann negativ sein (Löcher).

STANDARD

Was bewirkt n-Dotierung in einem Halbleiter?

Rückseite

Donator-Atome geben zusätzliche Elektronen ab, heben das Ferminiveau in Richtung Leitungsband und erhöhen die Elektronenleitfähigkeit.

STANDARD

Was ist der Hall-Effekt und was misst er?

Rückseite

Quer-spannung U_H = (I B)/(n e d) bei Strom I und Magnetfeld B; bestimmt Ladungsträgerdichte n und Vorzeichen (Elektronen vs. Löcher).

STANDARD

Was sind Phononen?

Rückseite

Quanten der Gitterschwingungen (akustische und optische Zweige); sie bestimmen Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit und Elektron-Phonon-Streuung.

STANDARD

Was besagt das Pauli-Prinzip für Elektronen im Kristall?

Rückseite

Jeder Quantenzustand (k, Spin) kann maximal von einem Elektron besetzt werden; füllt Bänder bis zum Ferminiveau auf.

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