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Bandstruktur

Index Bandstruktur

Die Bandstruktur beschreibt die Zustände von Elektronen und Löchern eines kristallinen Festkörpers im Impulsraum und damit die Beschaffenheit dessen elektronischer Struktur.

57 Beziehungen: Absoluter Nullpunkt, Absorption (Physik), Absorptionsspektrum, Ansatz (Mathematik), Bandlücke, Bändermodell, Bloch-Funktion, Brillouin-Zone, Chemische Bindung, Darstellungstheorie, Defektelektron, Dichtefunktionaltheorie (Quantenphysik), Dispersionsrelation, Dotierung, Effektive Masse, Elektrische Leitfähigkeit, Elektrisches Potential, Elektron, Emissionsspektrum, Energie, Farbzentrum, Festkörper, Festkörperphysik, Freies Teilchen, Fundamentalabsorption, Galliumarsenid, Gitterfehler, Gitterschwingung, Gruppentheorie, Halbleiter, Hamilton-Funktion, Impuls, K·p-Methode, Kristall, Lawrence Berkeley National Laboratory, Leitungsband, Lokalisierung (Physik), Masse (Physik), Modell der quasifreien Elektronen, Oberflächenphysik, Orthonormalbasis, Parabel (Mathematik), Phonon, Photon, Planck-Konstante, Quasiteilchen, Reziprokes Gitter, Schrödingergleichung, Symmetriegruppe, Theoretische Chemie, ..., Tight-Binding-Methode, Valenzband, Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit, Wellenvektor, Wertigkeit (Chemie), Zustandsdichte. Erweitern Sie Index (7 mehr) »

Absoluter Nullpunkt

Der absolute Nullpunkt bezeichnet den unteren Grenzwert für die Temperatur, also die tiefstmögliche Temperatur, die nur theoretisch erreicht und nicht unterschritten werden kann.

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Absorption (Physik)

Video: Lichtabsorption im Wasser Absorption bezeichnet in der Physik allgemein die Schwächung von elektromagnetischer oder Teilchenstrahlung beim Eindringen in ein Medium.

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Absorptionsspektrum

Absorptionsspektrum der Sonne mit den Fraunhoferlinien Dopplerfreie Sättigungs­spektroskopie (rot) aufgelöst. Illustration der Rotverschiebung der Spektrallinien für einen weit entfernten Supergalaxienhaufen (BAS11) rechts im Vergleich zur Sonne links Ein Absorptions- oder Absorptionslinienspektrum ist ein Farb- bzw.

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Ansatz (Mathematik)

Ein Ansatz bezeichnet in der Mathematik und Physik ein heuristisches Verfahren zum Lösen einer Gleichung oder eines Gleichungssystems.

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Bandlücke

Als Bandlücke, auch Bandabstand bzw.

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Bändermodell

Das Bändermodell oder Energiebändermodell ist ein quantenmechanisches Modell zur Beschreibung von elektronischen Energiezuständen in einem idealen Einkristall.

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Bloch-Funktion

Darstellung einer Isofläche des Betragsquadrates einer Blochwellenfunktion in Silizium Die Bloch-Funktion oder Bloch-Welle (nach Felix Bloch) ist eine allgemeine Form für die Lösung der stationären Schrödingergleichung für ein Teilchen in einem periodischen Potential, z. B.

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Brillouin-Zone

kubisch-raumzentriert) Die Brillouin-Zonen (nach Léon Brillouin) beschreiben in der Festkörperphysik symmetrische Polyeder im reziproken Gitter.

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Chemische Bindung

Die Chemische Bindung ist eine der wichtigsten Grundlagen der Chemie, denn die Bildung von Bindungen ist die Grundlage dafür, dass sich Moleküle und damit chemische Verbindungen bilden können.

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Darstellungstheorie

In der Darstellungstheorie werden Elemente von Gruppen oder allgemeiner von Algebren mittels Homomorphismen auf lineare Abbildungen von Vektorräumen (Matrizen) abgebildet.

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Defektelektron

Als Defektelektron, Elektronenfehlstelle, Elektronenloch oder Loch wird der (gedachte) positive bewegliche Ladungsträger in Halbleitern bezeichnet.

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Dichtefunktionaltheorie (Quantenphysik)

Die Dichtefunktionaltheorie (DFT) ist ein Verfahren zur Bestimmung des quantenmechanischen Grundzustandes eines Vielelektronensystems, das auf der ortsabhängigen Elektronendichte beruht.

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Dispersionsrelation

In der Physik beschreibt die Dispersionsrelation (lat. dispergere ‚verteilen', ‚ausbreiten', ‚zerstreuen') den Zusammenhang zwischen dem Ablauf eines physikalischen Prozesses (Frequenz, Energie) und den Eigenschaften der ihn beschreibenden Größen (Wellenzahl, Brechungsindex, Ausbreitungsgeschwindigkeit, Impuls).

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Dotierung

Eine Dotierung oder das Dotieren (von ‚ausstatten‘) bezeichnet in der Halbleitertechnik das Einbringen von Fremdatomen in eine Schicht oder in das Grundmaterial eines integrierten Schaltkreises.

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Effektive Masse

Die effektive Masse ist in der Festkörperphysik die scheinbare Masse eines Teilchens in einem Kristall im Rahmen einer semiklassischen Beschreibung.

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Elektrische Leitfähigkeit

Die elektrische Leitfähigkeit, auch als Konduktivität oder EC-Wert (vom englischen electrical conductivity) bezeichnet, ist eine Stoffeigenschaft und physikalische Größe, die angibt wie gut elektrischer Strom geleitet wird.

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Elektrisches Potential

Das elektrische Potential, auch Coulomb-Potential, ist eine physikalische Größe in der klassischen Elektrodynamik.

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Elektron

Das Elektron (IPA:,; von „Bernstein“) ist ein negativ geladenes stabiles Elementarteilchen.

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Emissionsspektrum

UV-Strahlung des Quecksilber-Plasmas angeregten Leuchtstoffe. (2) Zwei Darstellungen des Spektrums einer Niederdruck-Quecksilberdampflampe. Obere Aufnahme mit einem 256-Pixel-Zeilensensor. Untere Aufnahme mit einer Kamera (3) Zwei Darstellungen des Spektrums einer Niederdruck-Cadmiumdampflampe. Obere Aufnahme mit einem 256-Pixel-Zeilensensor. Untere Aufnahme mit einer Kamera Ein Emissionsspektrum ist das elektromagnetische Spektrum, das von Atomen, Molekülen oder Materialien ausgestrahlt wird, ohne dass elektromagnetische Strahlung gleicher Frequenz eingestrahlt wird.

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Energie

Energie ist eine physikalische Größe, die in allen Teilgebieten der Physik sowie in der Technik, Chemie, Biologie und der Wirtschaft eine zentrale Rolle spielt.

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Farbzentrum

Farbzentren sind Gitterfehler, die sichtbares Licht absorbieren.

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Festkörper

Teilchenmodell eines kristallinen Festkörpers Quasiperiodischer Kristall, wie sie der Nobelpreisträger für Chemie (2011) Dan Shechtman untersuchte. Festkörper (auch Feststoff) bezeichnet in den Naturwissenschaften Materie im festen Aggregatzustand.

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Festkörperphysik

Die Festkörperphysik (häufig abgekürzt: FKP) befasst sich mit der Physik von Materie im festen Aggregatzustand.

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Freies Teilchen

Als freie Teilchen werden in der Physik Objekte (z. B. Ladungsträger) bezeichnet, die sich nicht in einem Potential befinden.

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Fundamentalabsorption

Unter der Fundamentalabsorption versteht man die Erscheinung, dass ein Material bei einer bestimmten Wellenlänge Licht am stärksten absorbiert.

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Galliumarsenid

Die binäre Verbindung Galliumarsenid (GaAs) ist ein Halbleiterwerkstoff, der sowohl halbleitend (mit Elementen aus den Gruppen II, IV oder VI des Periodensystems dotiert) als auch semiisolierend (undotiert) sein kann.

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Gitterfehler

Als Gitterfehler (auch Gitterdefekt oder Kristall(bau)fehler) wird jede Unregelmäßigkeit in einem sonst periodischen Kristallgitter bezeichnet.

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Gitterschwingung

Gitterschwingung der Wellenlänge \lambda Als Gitterschwingungen werden die in Kristallen sich fortpflanzenden Schwingungen der Teilchen bezeichnet, obwohl es eigentlich Wellen mit jeweiligen Wellenzahlen sind („Gitter“ steht hier für das Kristallgitter).

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Gruppentheorie

Die Gruppentheorie als mathematische Disziplin untersucht die algebraische Struktur von Gruppen.

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Halbleiter

Halbleiter sind Festkörper, deren elektrische Leitfähigkeit zwischen der von elektrischen Leitern (>104 S/cm) und der von Nichtleitern (−8 S/cm) liegt.

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Hamilton-Funktion

Die Hamilton-Funktion \mathcal H(\vec q_1, \vec q_2, \ldots,\vec p_1, \vec p_2, \ldots, t) (auch Hamiltonian, nach William Rowan Hamilton) eines Systems von Teilchen ist, wenn keine rheonomen (d. h. zeitabhängigen) Zwangsbedingungen vorliegen, die Gesamtenergie als Funktion der Orte und Impulse der Teilchen und gegebenenfalls der Zeit.

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Impuls

Der Impuls ist eine grundlegende physikalische Größe, die den mechanischen Bewegungszustand eines physikalischen Objekts charakterisiert.

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K·p-Methode

Die k·p-Methode (auch KP-Methode) ist eine störungstheoretische Methode der Quantenmechanik zur Berechnung der elektronischen Bandstruktur eines Festkörpers.

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Kristall

Nanometer. Ein Kristall ist ein Festkörper, dessen Bausteine – z. B.

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Lawrence Berkeley National Laboratory

Blick auf die Gebäude 62, 67 (Molecular Foundry) und 66 des LBNL Das Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL, früher auch Berkeley Radiation Laboratory; übliche Abkürzung Berkeley Lab oder LBL) ist eine Forschungseinrichtung des United States Department of Energy (US-Energieministerium) in Berkeley, Kalifornien, in dem nicht-geheime wissenschaftliche Forschung betrieben wird.

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Leitungsband

Der Begriff Leitungsband gehört in der Festkörperphysik zum Bändermodell, mit dem die elektrische Leitfähigkeit von Materialien erklärt wird.

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Lokalisierung (Physik)

Lokalisierung bedeutet im Bereich der kondensierten Materie, dass die Amplitude einer Welle nicht homogen im gesamten Raum ist, sondern sich auf eine Position konzentriert.

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Masse (Physik)

Die Masse, veraltet auch Ruhemasse, ist eine Eigenschaft der Materie.

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Modell der quasifreien Elektronen

Das Modell der quasifreien Elektronen (engl. nearly-free electron model, oft mit NFE-Modell abgekürzt), nach seinem Urheber Felix Bloch auch Bloch-Theorie genannt, ist ein theoretisches Modell in der Festkörperphysik zur Beschreibung von Leitungs- und Valenzelektronen in Festkörpern.

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Oberflächenphysik

Der Lotoseffekt kann auf den mikroskopischen Aufbau der Oberfläche zurückgeführt werden. Die Oberflächenphysik ist ein Teilgebiet der Festkörperphysik und beschäftigt sich mit der Topographie, der Geometrie, der Bandstruktur und der Adsorption von Stoffen an Oberflächen von Festkörpern.

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Orthonormalbasis

Eine Orthonormalbasis (ONB) oder ein vollständiges Orthonormalsystem (VONS) ist in den mathematischen Gebieten lineare Algebra und Funktionalanalysis eine Menge von Vektoren aus einem Vektorraum mit Skalarprodukt (Innenproduktraum), welche auf die Länge eins normiert und zueinander orthogonal (daher Ortho-normal-basis) sind und deren lineare Hülle dicht im Vektorraum liegt.

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Parabel (Mathematik)

Parabel mit Brennpunkt F, Scheitelpunkt S und Leitlinie l In der Mathematik ist eine Parabel (über von „Nebeneinanderstellung, Vergleichung, Gleichnis, Gleichheit“; zurückzuführen auf pará „neben“ und bállein „werfen“) eine Kurve zweiter Ordnung und ist daher über eine algebraische Gleichung zweiten Grades beschreibbar.

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Phonon

Ein Phonon ist die elementare Anregung (Quant) des elastischen Feldes.

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Photon

Photonen (von altgriechisch φῶς phōs „Licht“; Einzahl „das Photon“), auch Lichtquanten oder Lichtteilchen, sind anschaulich gesagt die Energie-„Pakete“, aus denen elektromagnetische Strahlung besteht.

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Planck-Konstante

Gedenktafel – Humboldt-Universität zu Berlin Die Planck-Konstante, oder das Plancksche Wirkungsquantum h, ist das Verhältnis von Energie (E) und Frequenz (f) eines Photons, entsprechend der Formel E.

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Quasiteilchen

Unter einem Quasiteilchen versteht man eine Anregung eines Vielteilchensystems, die eine Energie-Impuls-Beziehung (Dispersionsrelation) wie ein Teilchen aufweist.

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Reziprokes Gitter

Das reziproke Gitter (lateinisch reciprocus ‚aufeinander bezüglich‘, ‚wechselseitig‘) ist eine Konstruktion der Kristallographie und Festkörperphysik.

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Schrödingergleichung

Erwin Schrödinger, ca. 1914 Schrödinger-Gleichung vor der Warschauer Universität für neue Technologien (''Ochota-Campus'') (oben rechts) Die Schrödingergleichung ist eine der grundlegenden Gleichungen der Quantenmechanik, die ihrerseits eine der Hauptsäulen der modernen Physik ist.

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Symmetriegruppe

Vier reguläre Polygone und zwei weitere geometrische Figuren mit allen ihren Symmetrieelementen, den Kennzahlen ''n'' ihrer Rotations-/Drehsymmetrie und ihren Spiegelsymmetrieachsen (hier bedeutet ''n''.

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Theoretische Chemie

Theoretische Chemie ist die Anwendung nichtexperimenteller (üblicherweise mathematischer oder computersimulationstechnischer) Methoden zur Erklärung oder Vorhersage chemischer Phänomene auf der Grundlage physikalischer Theorien (Quantenmechanik, statistische Thermodynamik u. a.). Aber auch Kraftfeldmethoden, die auf klassischer Mechanik beruhen, werden eingesetzt.

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Tight-Binding-Methode

Die Tight-Binding-Methode (engl. enge Bindung; abgekürzt TB oder TBM) dient zum Berechnen der elektronischen Bandstruktur von Festkörpern oder Molekülen.

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Valenzband

Der Begriff Valenzband gehört zum Bändermodell, mit dem die elektrische Leitfähigkeit, speziell die der Halbleiter, erklärt wird.

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Wärmekapazität

Die Wärmekapazität C eines Körpers ist das Verhältnis der ihm zugeführten Wärme Q zu der damit bewirkten Temperaturerhöhung (\Delta T): Die Einheit der Wärmekapazität ist J/K.

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Wärmeleitfähigkeit

Die Wärmeleitfähigkeit, auch Wärmeleitzahl oder Wärmeleitkoeffizient, ist eine Stoffeigenschaft, die den Wärmestrom durch ein Material auf Grund der Wärmeleitung bestimmt.

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Wellenvektor

Der Wellenvektor oder auch Wellenzahlvektor \vec ist in der Physik ein Vektor, der senkrecht auf der Wellenfront einer Welle steht und dessen Betrag \frac ist, wobei \lambda die Wellenlänge ist.

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Wertigkeit (Chemie)

Die Wertigkeit oder auch Valenz eines Atoms ist die höchste Anzahl einwertiger Atome (ursprünglich Wasserstoff und Chlor), die mit einem Atom eines chemischen Elementes gebunden werden kann.

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Zustandsdichte

Die Zustandsdichte D(E) bzw.

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Leitet hier um:

Bandübergang, Bänderstruktur, Erweitertes Zonenschema, Interbandanregung, Interbandübergang, Intrabandübergang, Periodisches Zonenschema, Reduziertes Zonenschema.

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