1. Der kristalline Zustand

In der Festkörperphysik untersucht man die physikalischen Phänomene, die mit dem festen Aggregatzustand verknüpft sind, und versucht, sie atomistisch zu erklären. In diesem Kapitel werden kristalline Substanzen mit räumlich periodischer Anordnung ihrer Bausteine behandelt. Auf amorphe Substanzen wird in Kap. 7 kurz eingegangen. Zusätzlich wird gewöhnlich die Annahme gemacht, dass ein Einkristall vorliegt. In Abschn. 1.1 werden die grundlegenden Begriffe zur Beschreibung der Kristallstruktur zusammengestellt. Wichtige Kristallstrukturen werden besprochen. Mit der Beugung von Röntgenstrahlung, Elektronen und Neutronen am Kristall befasst sich Abschn. 1.2. Die einzelnen Bindungsarten der Atome und Moleküle im Kristall werden in Abschn. 1.3 diskutiert. Im Abschn. 1.4 werden die verschiedenen Fehlordnungen im Kristall betrachtet. Die Annahme eines Kristalls ohne Fehlordnung ist eine starke Idealisierung. In Wirklichkeit enthält jeder Kristall eine große Zahl von Defekten, die seine physikalischen Eigenschaften beeinflussen und technische Bedeutung haben. In Abschn. 1.5 werden schließlich die wichtigsten experimentellen Methoden zur Untersuchung von Kristallstrukturen mithilfe von Röntgenstrahlen behandelt.