Festkörperphysik

Kurzbeschreibung: Die Festkörperphysik befasst sich mit einem besonderen Zustand der kondensierten Materie, der für den Einsatz von Werkstoffen in technischen Anwendungen von großer Bedeutung ist. Aufbauend auf Grundkenntnissen der Quantenmechanik werden Modelle zur Beschreibung und Analyse periodischer Festkörper erarbeitet. Damit können makroskopische mechanische, elektrische und thermische Eigenschaften mit dem mikroskopischen Aufbau der Materie verknüpft werden. Beispiele sind Schallgeschwindigkeit, Wärmekapazität, thermische Ausdehnung, dielektrische und optische Eigenschaften. Eine Erweiterung auf Materialien, die für Anwendungen interessant sind, erfolgt in studentischen Vorträgen. Dadurch sollen die Fähigkeiten zur Lektüre wissenschaftlicher Fachliteratur, Teamwork und Präsentationstechnik gestärkt werden.

Lehrinhalte

Quantenmechanische Grundlagen
Der Aufbau von Festkörpern
Methoden zur Analyse des Kristallgitters
Mechanische Eigenschaften, Phononen
Energiebänder und elektrische Eigenschaften
Halbleiter und Mikroelektronik
Dielektrische und ferroelektrische Eigenschaften
Magnetische Eigenschaften
Ausgewählte Themen (z. B. Supraleitung, Flüssigkristalle, Kohlenstoff-Nanoröhren, ...)

Lernergebnisse / Kompetenzziele: Wissensverbreiterung
Die Studierenden der Hochschule Osnabrück, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, ...

...kennen die Studierenden die grundlegenden Begrifflichkeiten der Festkörperphysik und können diese bei der Untersuchung und Entwicklung neuer Materialien zielgerichtet anwenden.
Wissensvertiefung
... vertiefen ihre Physikkenntnisse aus den Bachelormodulen, vor allem hinsichtlich Atomphysik und Quantenmechanik.
Können - instrumentale Kompetenz
... verfügen über verbesserte Medienkompetenz durch Hinführung zur Fachbuch / Zeitschriftenliteratur und Anwendung elektronischer Medien und Anwendungsprogramme.
Können - kommunikative Kompetenz
... verfügen über verbesserte Präsentationskompetenz durch Darstellung und Diskussion in ihren Vorträgen. Sie erweitern ihre Kompetenz zur aktiven Selbstorganisation von Arbeitsgruppen.

Können - systemische Kompetenz
Die Studierenden sind in der Lage, gesellschaftliche Auswirkungen technischer Entwicklungen zu beleuchten und zu diskutieren.

Lehr-/Lernkonzept

Workload Dozentengebunden
Std. Workload	Lehrtyp
45	Vorlesungen
Workload Dozentenungebunden
Std. Workload	Lehrtyp
40	Literaturstudium
30	Veranstaltungsvor-/-nachbereitung
20	Prüfungsvorbereitung
15	Kleingruppen

Literatur: [1] S. Hunklinger: "Festkörperphysik", Oldenbourg, 4. Aufl. 2014.[2] Ch. Kittel: "Einführung in die Festkörperphysik". Oldenbourg, 14. Aufl., 2006.[3] K. Kopitzki, P. Herzog, "Einführung in die Festkörperphysik", Teubner, 6. Aufl. 2009.[4] A. Guinier und R. Jullien, Die physikalischen Eigenschaften von Festkörpern. Hanser, 1. Aufl., 1992.

Prüfungsleistung