Materialphysik auf atomarer Skala 2

Worum geht's

In diesem Modul untersuchst Du die Anordnung und Bewegung von Atomen in Festkörpern mit Schwerpunkt auf oszillatorischer (Phononen) und diffusiver Dynamik. Am Ende kannst Du atomare Bewegungsgleichungen lösen, Phononendispersionen und Zustandsdichten interpretieren sowie grundlegende Diffusionsmechanismen und ihre Modellierung anwenden.

Was du danach kannst

• Bewegungsgleichungen klassischer Atome in Kristallen lösen
• Sich in Brillouinzonen wesentlicher Bravaisgitter zurechtfinden
• Typische Dispersionsrelationen reproduzieren und Abweichungen erkennen
• Messbare Phononenfrequenzen mit Born-von-Karman-Modellen modellieren
• Einfluss von Symmetrien auf Normalmoden verstehen
• Verbindung zwischen Dispersionen und Zustandsdichte (van Hove-Singularitäten) herstellen
• Phononenzustandsdichten zur Berechnung vibrierender Thermodynamik verwenden
• Auswirkungen von Anharmonizität und Unordnung auf Phononen erklären
• Die Diffusionsgleichung aus einem random walk herleiten
• Konzepte der Sprungdiffusion (transition state theory, Arrhenius-Verhalten, encounter-Modell) anwenden
• Charakteristische Diffusionsmechanismen in elementaren Systemen und Verbindungen verstehen

Aus was das Modul besteht

• VorlesungPräsentation und Diskussion der Lerninhalte; Skript als Ergänzung

Lehrmethode

• Tafelvortrag und mündliche VorlesungDetaillierte Erörterung der Phänomene und aktive Einbindung durch Verständnisfragen
• Selbststudium mit VorlesungsskriptNachbereitung und Vertiefung des Vorlesungsstoffs