Theoretische Grundlagen der Halbleiterphysik

1. Kristallstruktur und Symmetrien.- 1.1. Translationsgruppe.- 1.2. Punktgruppe.- 1.3. Fraktionelle Translationen.- 1.4. Beispiel: fcc-Gitter.- 2. Elektron im idealen Kristallpotential.- 2.1. Kristallpotential.- 2.2. Symmetrieoperatoren.- 2.3. Eigenwertproblem der Translationsoperatoren.- 2.4. Blochsches Theorem.- 2.5. Energiebänder.- 2.6. Periodische Randbedingung.- 2.7. Zustandsdichte. Kritische Punkte.- 2.8. Impulsmessung. Erwartungswert des Impulses. f-Summensatz.- 2.9. Halbleiter-Bandstrukturen.- 3. Methoden zur Berechnung der Bandstruktur.- 3.1. Qualitative Form des Kristallpotentials.- 3.2. Eigenwertproblem und Entwicklungsfunktionen.- 3.3. Entwicklung nach Bloch-Summen.- 3.4. Bindungs-Orbital-Modell.- 3.5. Entwicklung nach ebenen Wellen.- 3.6. Orthogonalisierte ebene Wellen.- 3.7. Pseudopotential.- 3.8. ? · p-Methode.- 3.9. Hartree-Fock-Slater-Kristallpotential.- 4. Störstellen.- 4.1. Charakterisierung von Störstellen.- 4.2. Effektivmassennäherung.- 4.3. Energieniveaus von Substitutionsstörstellen.- 5. Statistik der Ladungsträger im Gleichgewicht.- 5.1. Ladungsträgerdichte in den Bändern.- 5.2. Ladungsträgerdichte in den Störstellen.- 5.3. Bestimmung des chemischen Potentials.- 6. Bornsche Gitterdynamik.- 6.1. Schwingungszweige. Phononen.- 6.2. Phononen kleiner w-Vektoren.- 7. Lineare Wechselwirkung der Elektronen mit einem äußeren elektromagnetischen Feld.- 7.1. Mikroskopischer Quasileitfähigkeitstensor.- 7.2. Weitere mikroskopische Responsefunktionen.- 7.3. Näherung des selbstkonsistenten Feldes.- 8. Elektronische optische Eigenschaften.- 8.1. Dielektrischer Tensor.- 8.2. Mikroskopische Theorie des dielektrischen Tensors..- 8.3. Interbandübergänge.- 8.4. Plasmabereich.- 8.5. Exzitonen.- 9. Kristallpotential im Bindungsladungsmodell.Modellpotential.- 9.1. Nichtlineare Abschirmung des Ionenpotentials.- 9.2. Bindungsladungsmodell.- 9.3. Modellpotential.- 10. Mikroskopische Theorie der Gitterdynamik.- 10.1. Bewegungsgleichung der Ionen.- 10.2. Dynamische Matrix.- 10.3. Effektiver Ladungstensor.- 10.4. Polaritonen in Kristallen mit Zinkblendestruktur.- 10.5. Gitteranteil der dielektrischen Funktion.- 11. Elektron-Phonon-Wechselwirkung.- 11.1. Wechselwirkungsoperator.- 11.2. Deformationspotential.- 11.3. Elektron-Phonon-Streuung.- 12. Boltzmann-Gleichung.- 13. Lösungen der Boltzmann-Gleichung.- 13.1. Relaxationszeit.- 13.2. Ellipsoidische Energieflächen.- 13.3. Kohlersches Variationsverfahren.- 14. Elektrische Leitfähigkeit.- 14.1. Streuung an ionisierten Störstellen.- 14.2. Deformationspotential-Streuung.- 14.3. Polare Streuung.- 14.4. Drudeformel. Leitfähigkeit bei tiefen Frequenzen.- 15. Galvanomagnetische Effekte.- 15.1. Jones-Zener-Lösung.- 15.2. Hall-Effekt.- 15.3. Magnetowiderstand.- Appendix 1.- Appendix 2.- Appendix 3.- Appendix 4.- Appendix 5.- Appendix 6.- Appendix 7.- Appendix 8.- Appendix 9.- Appendix 10.- Literatur.- Verzeichnis der wichtigsten Symbole.