Die Funktion elektronischer Bauelemente gründet sich auf die
Eigenschaften der Materialien, aus denen sie hergestellt
werden. Was aber macht ein Material zum Leiter oder Isolator,
warum dient der Halbleiter als Grundstoff für aktive
elektronische Bauelemente der Mikroelektronik? Durch die
Lehrveranstaltung "Elektronische Materialien" soll ein
grundlegendes Verständnis für die elektronischen
Eigenschaften von Metallen und Halbleitern erlangt werden.
Dabei wird vom Zusammenhalt der festen Stoffe, der chemischen
Bindung, sowie von der vielfach vorliegenden kristallinen
Ordnung ausgegangen.
Am Beispiel der Metalle wird ein Modell für das Zustandekommen
des elektrischen Widerstands für Gleich- und Wechselströme
entwickelt. Nach der Erörterung der Mischbarkeit von Metallen
für Legierungen werden einige wichtige Anwendungen
vorgestellt.
Bei den Halbleitern wird zunächst die Energielücke eingeführt
und ein Überblick der wichtigsten Materialien gegeben. Die
zentralen Kapitel über reine und dotierte Halbleiter befassen
sich mit den elektronischen Eigenschaften und der Möglichkeit,
diese je nach Anwendung in weiten Grenzen einstellen zu können.
Den Abschluss der Grundlagenbetrachtung bildet eine vertiefte
Diskussion der physikalischen Mechanismen für den
Stromtransport in Halbleitern. Zwei weitere wichtige
Materialien der Elektronik sind dielektrische und
magnetische Werkstoffe. Für beide werden die Feld- und
Materialgleichungen vorgestellt, die
Polarisationsmechanismen diskutiert und schließlich als
wichtige Stoffklassen die Ferro- und Piezoelektrika bzw. die
Dia-, Para- und Ferromagnetika behandelt. Darüberhinaus wird
auf neue Materialien, die im Fokus der internationalen
Forschung stehen, eingegangen.
- Kursleiter/in: Claudia Bock