Oberflächenphysik des Festkörpers

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Die Oberflächenphysik befasst sich mit der Untersuchung und dem Verständnis von Oberflächen und deren Eigenschaften. Der Inhalt umfasst die Entwicklung und Methodik dieser Disziplin, einschließlich experimenteller Voraussetzungen wie Teilchentransport im Ultrahochvakuum (UHV) und die Technologien, die zur Herstellung definierter Oberflächen notwendig sind. Es werden verschiedene geometrische Strukturen von Oberflächen sowie deren mathematische Beschreibungen behandelt. Experimentelle Verfahren zur direkten Abbildung von Oberflächen und zur Analyse von Beugungsbildern werden vorgestellt, einschließlich der Verwendung von Elektronen-, Röntgen- und Atomstrahlen. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der elektronischen und vibronischen Struktur von Oberflächen, einschließlich der Zustände im elektronischen Gleichgewicht und der Transportvorgänge. Die Wechselwirkungen zwischen Teilchen und Oberflächen werden detailliert erörtert, einschließlich der Bestimmung von Bedeckung und Adsorptionsraten sowie der Thermodynamik und Kinetik dieser Prozesse. Anwendungsbeispiele aus der Materialforschung verdeutlichen die Relevanz der Oberflächenphysik in Bereichen wie Sensorik, Katalyse, Mikro- und Optoelektronik, sowie in der Biotechnologie. Abschließend bietet das Werk umfassende Literaturhinweise und einen Anhang mit wichtigen physikalischen Größen, Methoden und Erklärungen, die für das Verständnis der Oberflächenphysik unerlässlich sind.