Theoretische Grundlagen der Halbleiterphysik

Inhaltsverzeichnis1. 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.