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Über dieses Buch

Der Schwerpunkt dieses Lehrbuchs liegt auf elektronischen Materialien (Leiter, Dielektrika, anorganische und organische Halbleiter) und deren Anwendungen. Physikalische Grundlagen werden bei den allgemeinen Anwendungen beschrieben und Unterkapitel bieten Vertiefung anhand spezieller Anwendungen. Eine Gegenüberstellung von Fachbegriffen auf deutsch und auf englisch bereiten die Lernenden auf das Verstehen wissenschaftlicher Fachpublikationen vor. Fragenkomplexe ermöglichen die eigenständige Überprüfung des Kenntnisstands.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Allgemeine Grundlagen der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik

Zussamenfassung
Dieses erste Kapitel soll den Leser mit den notwendigen fachlichen Grundlagen vertraut machen, der bisher kaum mit Fragen der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik in Berührung gekommen ist. Es handelt sich um Basisinformationen, die dem eigentlichen Grundthema des Buches Materialien der Elektronik und Energietechnik im weitesten Sinne zugrunde liegen.
Peter Wellmann

2. Leiter und Metalle

Ohne Zusammenfassung
Peter Wellmann

3. Halbleiter

Zussamenfassung
In der Elektrotechnik unterscheidet man zwischen aktiven und passiven elektronischen Bauelementen. Unter passiven Bauelementen versteht man elektrische Widerstände, Kondensatoren (bzw. Kapazitäten) und Spulen (bzw. Induktivitäten). Ihre elektrischen Eigenschaften sind zeitlich konstant und können bestenfalls durch das Verschieben mechanischer Elemente (z. B. regelbare Widerstände (= Potenziometer) und regelbare Kondensatoren) angepasst werden.
Peter Wellmann

4. Graphen und weitere Kohlenstoffallotrope

Zussamenfassung
Mit Graphen bezeichnet man eine dünne, zwei-dimensionale Kohlenstoffschicht, die aus nur einer Lage (Monolage), hexagonal miteinander verbundener Atome besteht (Abbildung 4-1). Graphen weist einige besondere physikalische Eigenschaften auf: Eine extrem große Ladungsträgermobilität, eine hohe optische Transparenz, ein chemisch inertes Verhalten, eine große mechanische Stabilität und eine verschwindend kleine Gaspermeabilität.
Peter Wellmann

5. Isolatoren und Dielektrika

Zussamenfassung
Die beiden Begriffe Isolatoren und Dielektrika kennzeichnen die gleiche Materialklasse und heben lediglich unterschiedliche physikalische Eigenschaften hervor. Isolatoren sollen in erster Linie den elektrischen Stromfluss unterbinden. Dielektrika spielen in Kondensatoren und in der kapazitiven Kopplung metallischer Leiter eine zentrale Rolle
Peter Wellmann

6. Supraleiter

Zussamenfassung
Die Entdeckung des Phänomens der Supraleitung geht auf den holländischen Wissenschaftler Heike Kamerlingh Onnes zurück, der sich zu Beginn des 20. Jahrhunderts mit der Erforschung temperaturabhängiger elektrischer Eigenschaften von Leitern beschäftigte. Die Forschungsarbeiten wurden möglich, weil K. Onnes im Jahr 1908 die technische Verflüssigung von Helium gelungen war.
Peter Wellmann

7. Magnetische Materialien

Zussamenfassung
Der Begriff Magnet wird erstmals um 400 v. Chr. im damaligen Griechenland erwähnt. In der Antike trugen eine Halbinsel in Thessalien und eine Stadt in Ionien und Lydien (heutige Westtürkei) den Namen Magnesia. Magnes ist darüber hinaus ein Männername. Die Stadt Herakleia im Gebiet Lydien gilt als erster bekannter Fundort des Magnetsteins (Magnetit, Fe3O4).
Peter Wellmann

8. Thermoelektrika

Zussamenfassung
Der thermoelektrische Effekt beschreibt den Zusammenhang zwischen elektrischer Potenzial- und Temperaturdifferenz und zwischen elektrischer Stromdichte und Wärmestromdichte in einem Material. Je nach Anwendung macht man sich bei der Beschreibung der thermoelektrischen Vorgänge die Phänomene des Seebeck-, Peltier- und Thomson-Effektes zunutze.
Peter Wellmann

Backmatter

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