Theoretische Grundlagen der Tieftemperaturphysik
 für Studierende der Physik und Naturwissenschaftler (nach dem Vordiplom)
              Leistungsnachweis durch Übungen

Umfang: V4/Ü2, Beginn der Veranstaltung: 11.04.2000

Inhalt der Vorlesung:

I. Einführung: Elektronen und Phononen in Metallen
I.1. Schwingungen eines Kristallgitters
I.2. Phononen
I.3. Landau-Theorie der Fermi-Flüssigkeiten
I.3. Elektronen in einem Kristallgitter
I.4. Methoden zur Konstruktion von Brillouin-Zonen
I.5. Die Methode von Harrisson zur Konstruktion von Fermi-Oberflächen
I.6. Dynamik von Quasiteilchen

II. Galvanomagnetische Effekte in Metallen bei tiefen Temperaturen
II.1. Restwiderstand
II.2. Elektron-Phonon-Wechselwirkung
II.3. Umklapprozesse in einem Metall
II.4. Galvanomagnetische Erscheinungen in starken magnetischen Feldern
II.5. Helikonwellen im Metall

III. Quantisierung der Energie von Elektronen in einem magnetischen Feld
III.1. Zustandsdichte von Elektronen im magnetischen Feld.
III.2. Quantenoszillationen der Leitfähigkeit im Magnetfeld (Schubnikov-de-Haas-Effekt)
III.3. Benutzung des Schubnikov-de-Haas-Effektes zur Bestimmung der Form der Fermi-Oberfläche

IV. Elektronen-Phasenübergänge in einem magnetischen Feld.

V. Galvanomagnetische Effekte in Halbleitern bei tiefen Temperaturen
V.1. Boltzmann-Gleichung für Elektronen und Löcher in einem Halbleiter.  V.2. "Heiße" Elektronen und nichtlineare Strom-Spannung-Charakteristiken
V.3. Erzeugung und Annihilation der Elektron-Loch Paare.
V.3. Elektrischer Durchschlag in Halbleitern
V.4. Elektrischer Durchschlag in starken magnetischen Feldern

VI. Die Superfluidität
VI.1. Die Elementaranregungen in einer Bose-Flüssigkeit
VI.2. Physikalische Natur der Superfluidität
VI.3. Der zweite Schall
VI.4. Bose-Kondensation
VI.5. Die Wellenfunktion des Kondensats
VI.6. Quantisierte Wirbelfäden
VI.7. Hydrodynamik einer superfluiden Flüssigkeit

VII. Die Supraleitfähigkeit
VII.1. Das superfluide Fermi-Gas
VII.2. Die London-Gleichungen
VII.3. Die Ginsburg-Landau-Gleichungen
VII.4. Zwei Arten von Supraleitern
VII.5. Der Josephson-Effekt
VII.6. Die Squids
VII.7. Die Superfluidität in niedrigdimensionalen Systemen
VII.8. Hochtemperatursupraleiter
VII.9. Vortex matter
VII.10. Pinning und Depinning der Wirbelfäden und kritischer Strom

VIII. Quanten-Hall-Effekt
VIII.1. Ganzzahliger Quantenhall-Effekt
VIII.2. Fraktionaler Quanten-Hall-Effekt