Overview

Mit Spektroskopie amorpher und kristalliner Festkörper steht ein Lehrbuch zur Verfügung, das die verschiedenen Spektroskopiearten in breiter Darstellung gleichberechtigt behandelt, von den Grundlagen zu den neuesten Entwicklungen hinführt und darüber hinaus das weite Anwendungspotential durch geeignete Beispiele verdeutlicht. Beginnend mit einem Überblick über die Spektroskopie mit elektromagnetischer Strahlung variabler Wellenlänge stellt der zweite Teil die Spektroskopie in den größeren Zusammenhang von Methoden zur Bestimmung von Struktur und Dynamik von Festkörpern. Der dritte Teil widmet sich dem wichtigsten Gebiet der Transportvorgänge in Festkörpern. Wegen der Fülle und der Komplexität der behandelten Methoden sind die einzelnen Kapitel von Experten der jeweiligen Teilgebiete geschrieben. Die Unterstützung fortgeschrittener Vorlesungen, eine Vereinfachung des Zugangs zur Originalliteratur und eine Erleichterung bei der Auswahl der leistungsfähigsten Methode für konkrete Probleme sind die klaren Vorteile, die das Buch dem Benutzer bietet.

Full Product Details

Author:   Dietrich Haarer ,  Hans W. Spiess
Publisher:   Steinkopff Darmstadt
Imprint:   Steinkopff Darmstadt
Dimensions:   Width: 15.20cm , Height: 2.80cm , Length: 22.90cm
Weight:   0.812kg
ISBN:  

9783798510241

ISBN 10:   3798510245
Pages:   518
Publication Date:   15 September 1995
Audience:   Professional and scholarly ,  Professional & Vocational
Format:   Paperback
Publisher's Status:   Active
Availability:   Out of stock  
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Language:   German

Table of Contents

I Spektroskopie mit elektromagnetischer Strahlung variabler Wellenlange.- 1 NMR-Spektroskopie.- 1.1 Physikalische Grundlagen.- 1.1.1 Klassische Beschreibung.- 1.1.2 Quantenmechanische Behandlung.- 1.2 Typische Experimente und deren Informationsgehalt.- 1.2.1 Hamilton-Operatoren und Spektren.- 1.2.2 Impulsanregung und Spinechos.- 1.2.3 Mehrfachimpulsverfahren und Rotation am magischen Winkel (MAS).- 1.3 Untersuchung dynamischer Prozesse.- 1.3.1 Relaxationsmethoden.- 1.3.2 Detektion langsamer Prozesse durch Linienformanderungen.- 1.3.3 Zweidimensionale NMR-Verfahren.- 1.4 Bestimmung struktureller Parameter.- 1.4.1 UEbersicht.- 1.4.2 Morphologieuntersuchung uber Spin-Diffusion.- 1.4.3 Molekulare Ordnung.- Ausblick.- Literatur.- 2 ESR-Spektroskopie.- 2.1 Physikalische Grundlagen.- 2.1.1 Zeeman-Aufspaltung und UEbergange beim Spin S = 1/2-System.- 2.1.2 Linienformen.- 2.1.3 Apparative Details, Nachweisempfindlichkeit.- 2.2 Einfache Anwendungen.- 2.2.1 ESR an dem stabilen freien Radikal DPPH.- 2.2.2 ESR an den Leitungselektronen des organischen Leiters (FA)2PF6.- 2.2.3 Hyperfein-, dipolare und Austauschwechselwirkung.- 2.3 Der Spin-Hamilton-Operator der ESR.- 2.3.1 Der Zeeman-Term.- 2.3.2 Die Nullfeldaufspaltung.- 2.3.3 Hyperfein- und Superhyperfeinwechselwirkung.- 2.3.4 Dipolar- und Austauschwechselwirkung.- 2.4 Anwendungsgebiete.- 2.4.1 Stabile magnetische Momente.- 2.4.2 Transiente magnetische Momente.- 2.5 Spezielle experimentelle Techniken.- 2.5.1 ENDOR.- 2.5.2 Overhauser-Verschiebung.- 2.5.3 Ferromagnetische Resonanz.- 2.5.4 Pulsmethoden und Fourier-Transformation.- Literatur.- 3 Infrarot-Fourier-Transform-Spektroskopie.- 3.1 Einfuhrung.- 3.2 Allgemeine Aspekte der FTS.- 3.2.1 Grundlegende Theorie der FTS.- 3.2.2 Aufloesungsvermoegen und Apodisation.- 3.2.3 Die digitale Analyse. Sampling.- 3.2.4 Ausfuhrung der Fourier-Transformation.- 3.2.5 Fehlerquellen bei der FTS.- 3.2.6 Das Rauschen bei der FTS.- 3.2.7 Die Vorteile der FTS.- 3.2.7.1 Der Multiplexvorteil.- 3.2.7.2 Der Throughput-Vorteil.- 3.3 Interferometer fur die FTS.- 3.4 Spezielle Beispiele zur IR-FTS.- 3.4.1 Die photothermische Ionisationsspektroskopie (PTIS).- 3.4.2 Amorphes Ge und Si.- 3.4.3 FIR-Spektren von InSb.- 3.4.4 Die Phononen von kristallinem YBa2Cu3O6.- 3.4.5 Die Spektren von kristallinem YBa2Cu3O7??.- 3.4.6 Das Si-Reflexions-Fabry-Perot-Interferometer in Verbindung mit FTS.- Anhang: Die Kramers-Kronig-Analyse.- Literatur.- 4 Spektroskopie im sichtbaren Spektralbereich: Der Laser als Instrument zur Spektroskopie.- 4.1 Aufbau und Funktionsweise des Lasers.- 4.2 Linienbreiten der Laseremission.- 4.2.1 Mehrmoden- und Einmodenlaser.- 4.2.2 Frequenzstabilisierung und Linienbreite von Einmodenlasern.- 4.3 Verschiedene Lasertypen.- 4.3.1 Festfrequenzlaser und durchstimmbare Laser.- 4.3.2 Festkoerperlaser.- 4.3.3 Exzimerlaser.- 4.3.4 Farbstofflaser.- 4.3.5 Halbleiterlaser.- 4.4 Erzeugung kurzer Laserpulse.- 4.4.1 Das zeitliche Emissionsverhalten gepulster Laser.- 4.4.2 Guteschaltung von Laserresonatoren.- 4.4.3 Modenkopplung.- 4.4.4 Erzeugung von Femtosekunden-Laserpulsen.- Literatur.- 5 Raman-Spektroskopie.- 5.1 Einfuhrung.- 5.2 Klassische Beschreibung des Raman-Effektes.- 5.3 Einfache quantenmechanische Behandlung des Raman-Effektes und allgemeine Betrachtungen zu den Auswahlregeln.- 5.4 Raman-Streuung an Einkristallen.- 5.5 Raman-Streuung an ungeordneten Systemen.- 5.6 Raman-Streuung an teilkristallinen Polymeren.- 5.6.1 Strukturanalyse durch Spektrenzerlegung.- 5.6.2 Auswertung der Akkordeonschwingung.- 5.7 Zusammenfassung und Ausblick.- Literatur.- 6 Hochaufloesende optische Festkoerperspektroskopie.- 6.1 Optische UEbergange in Kristallen und amorphen Medien.- 6.1.1 Elektronische Anregungsenergien.- 6.1.2 Symmetrien und Auswahlregeln fur optische UEbergange.- 6.2 Dynamische Linienverbreiterungseffekte.- 6.2.1 Elektronische UEbergange, Vibronen, Phononen.- 6.2.2 UEbergangsintensitaten, das Franck-Condon-Prinzip.- 6.3 Statische Linienverbreiterungseffekte.- 6.3.1 Inhomogene Verbreiterung; Spannungsverbreiterung.- 6.3.2 Optische Spektren von dotierten ungeordneten Medien und Glasern.- 6.4 Site-Selektive-Spektroskopie.- 6.4.1 Fluoreszenzlinienverschmalerung.- 6.4.2 Die Lochbrenn-Methode.- 6.5 Homogene Linienbreiten in Festkoerpern.- 6.5.1 Analogien zur Spinresonanz.- Ausblick.- Literatur.- 7 Holographische Methoden in der Festkoerperspektroskopie.- 7.1 Holographische Aufzeichnung und optisches Gitterexperiment.- 7.1.1 Prinzip der Holographie.- 7.1.2 Grundlagen der optischen Gitterexperimente.- 7.2 Holographische Gitterexperimente mit cw-Lasern.- 7.2.1 Untersuchung von photochemischen Reaktionen.- 7.2.2 Phasenmodulierte Holographie.- 7.3 Optische Gitterexperimente mit Pulslasern.- 7.3.1 UEberblick.- 7.3.2 Exzitonentransport in Molekulkristallen.- 7.3.3 Ausbreitung von Ultraschallwellen, ultraschnelle Kalorimetrie und strukturelle Dynamik.- 7.4 Holographisches und spektrales Lochbrennen.- 7.4.1 Holographische Detektion von spektralen Loechern.- 7.4.2 Elektrische Feldeffekte.- 7.4.3 Selektive Spektroskopie durch Kombination von elektrischen Feldeffekten mit holographischem Lochbrennen.- 7.4.4 Anwendungen des holographischen Lochbrennens - auf dem Weg zum optischen Computer?.- 7.4.5 Zeitdomaneneffekte.- 7.4.6 Optische Datenspeicherung.- 7.5 Optische Korrelatoren auf Fouriertransform- und holographischer Basis.- Literatur.- 8 Optische Spektroskopie an Biopolymeren.- 8.1 Bau- und Strukturprinzipien von Proteinen.- 8.2 Methoden der optischen Spektroskopie an Biopolymeren.- 8.3 Der Festkoerperzustand von Biopolymeren.- 8.4 Temperaturableitungsspektroskopie und die Verteilung von Reaktionsbarrieren.- 8.5 Elastische Eigenschaften globularer Proteinmolekule: Meerrettichperoxidase.- 8.6 Optische Spektroskopie am Photosyntheseapparat.- Literatur.- 9 Moessbauer-Spektroskopie.- 9.1 Physikalische Grundlagen.- 9.1.1 Prinzip und experimentelle Voraussetzungen der Kernresonanzabsorption.- 9.2 Moessbauer-Experiment.- 9.2.1 Doppler-Effekt: Relativbewegung von Quelle und Absorber.- 9.2.2 Aufbau eines Moessbauer-Spektrometers.- 9.3 Hyperfeinwechselwirkung und Moessbauer-Parameter.- 9.3.1 UEbersicht.- 9.3.2 Isomerieverschiebung.- 9.3.3 Magnetische Hyperfeinwechselwirkung.- 9.3.4 Elektrische Quadrupolwechselwirkung.- 9.3.5 Andere Moessbauer-Parameter.- 9.4 Anwendungen.- 9.4.1 Thermischer und optisch induzierter Spinubergang in Eisen(II)-Komplexverbindungen.- 9.4.2 Amorphe und polymere Materialien.- Ausblick.- Literatur.- II Methoden zur Bestimmung der Struktur und Dynamik von Festkoerpern.- 1 Roentgen- und Neutronenstreuung.- 1.1 Einfuhrung.- 1.2 Wechselwirkungen von Roentgenstrahlen und Neutronen mit Materie.- 1.3 Der differentielle Streuquerschnitt.- 1.3.1 Nichtmagnetische Streuung.- 1.3.2 Magnetische Streuung.- 1.4 Ausgewahlte Beispiele zur Bestimmung von Struktur und Dynamik von Festkoerpern.- 1.4.1 Elastische Streuung: Ideale Kristalle.- 1.4.2 Elastische Streuung: Ungeordnete Strukturen.- 1.4.3 Elastische Streuung: Kleinwinkelstreuung.- 1.4.4 Elastische Streuung: Polarisierte Neutronen und Kerne.- 1.4.5 Elastische Streuung: Magnetische Streuung von Neutronen.- 1.4.6 Inelastische Streuung: Inkoharente Streuung.- 1.4.7 Inelastische Streuung: Koharente Streuung.- Literatur.- 2 Dynamische Lichtstreuung in kondensierter Materie.- 2.1 Impulsubertrag bei Lichtstreuung.- 2.2 Fluktuationen der Dichte.- 2.3 Korrelationsfunktionen, Zeitmittel und Scharmittel.- 2.4 Mikroskopische Theorie der Lichtstreuung.- 2.5 Korrelationsfunktion fur isotrope Streuung.- 2.6 Der dynamische Strukturfaktor.- 2.7 Korrelationsfunktion der Anisotropiefluktuationen.- 2.8 Die Siegert-Relation.- 2.9 Der statische Strukturfaktor.- 2.10 Die Brillouin-Streuung: Erhaltungssatze.- 2.11 Das Rayleigh-Brillouin-Spektrum einer einfachen Flussigkeit.- 2.12 Das Rayleigh-Brillouin-Spektrum einer viskoelastischen Flussigkeit.- 2.13 Zusammenhang zwischen Dichteschwankungen und mechanischen Groessen.- 2.14 Dynamik von Dichtefluktuationen in der Nahe des Glaspunktes.- Literatur.- 3 Spektroskopie an Festkoerperoberflachen.- 3.1 Einfuhrung.- 3.2 Spektroskopie elektronischer Zustande.- 3.2.1 Rumpfelektronen.- 3.2.1.1 Roentgen-Photoelektronen-Spektroskopie (XPS).- 3.2.1.2 Auger-Elektronen-Spektroskopie (AES).- 3.2.2 Valenzelektronen.- 3.2.2.1 UV-Photoelektronen-Spektroskopie (UPS).- 3.2.2.2 Inverse Photoemissions-Spektroskopie (IPE).- 3.3 Spektroskopie vibronischer Zustande.- 3.3.1 Hochaufgeloeste Elektronen-Energieverlust-Spektroskopie (HREELS).- 3.3.2 Heliumstreuung.- 3.3.3 Fourier-Transform-Infrarot-Reflexions-Absorptions-Spektroskopie (FTIRAS).- Literatur.- 4 Dielektrische Spektroskopie.- 4.1 Physikalische Grundlagen.- 4.1.1 Grundlegende Begriffe zur Beschreibung der Wechselwirkung von elektromagnetischen Wellen und Materie.- 4.1.2 Die mikroskopische Ursache der dielektrischen Verschiebung und Polarisation.- 4.1.2.1 Induzierte Dipolmomente.- 4.1.2.2 Permanente Dipolmomente.- 4.1.3 Dielektrische Relaxation.- 4.1.3.1 Die Relaxationsfunktion.- 4.1.4 Mikroskopische Modelle der Relaxation.- 4.1.5 Das lokale elektrische Feld.- 4.2 Breitbandige dielektrische Messtechnik.- 4.2.1 Zeitdomane.- 4.2.2 Frequenzdomane.- 4.2.2.1 Frequenzganganalyse.- 4.2.2.2 Impedanzmessbrucken.- 4.2.2.3 Koaxiale Reflektometer.- 4.3 Anwendungen der dielektrischen Spektroskopie.- 4.3.1 Der dynamische Glastibergang.- 4.3.2 Polymerdynamik.- Literatur.- 5 Mechanische Festkoerperspektroskopie.- 5.1 Einfuhrung.- 5.1.1 Aufgabenstellung.- 5.1.2 Lineare Viskoelastizitat.- 5.1.3 Anisotropieeffekte.- 5.1.4 Platzwechselvorgange.- 5.1.5 Glas- und Fliesserweichung.- 5.2 Formale Maxwell- und Kelvin-Voigt-Modelle.- 5.2.1 Relaxation bei konstanter und variabler Dehnung.- 5.2.2 Komplexer Elastizitatsmodul.- 5.2.3 Kriechen bei konstanter und variabler Last.- 5.2.4 AEquivalenz von Maxwell- und Kelvin-Voigt-Modellen.- 5.3 Temperatureffekte.- 5.3.1 Temperatur-Frequenzverschiebung.- 5.3.2 WLF-Gleichung.- 5.3.3 Der komplexe Elastizitatsmodul als Funktion der Temperatur.- 5.3.4 Thermisch stimulierte Ruckstellung.- 5.4 Platzwechselmodelle.- 5.4.1 Grundlagen.- 5.4.2 Nichtkooperative Platzwechsel.- 5.4.3 Kooperative Platzwechsel.- 6 Ultraschallexperimente an Glasern.- 6.1 Physikalische Grundlagen.- 6.2 Experimente.- 6.3 Tunnelsysteme.- 6.4 Dynamisches Verhalten der Tunnelsysteme.- Schlussbetrachtungen.- Literatur.- III Transportphanomene und spezielle spektroskopische Anwendungen.- 1 Kurzzeitspektroskopische Untersuchungen zum Ladungstrager-transport in einkristallinen (organischen) Photoleitern.- 1.1 Physikalische Grundlagen.- 1.1.1 Was ist ein Photoleiter?.- 1.1.2 Donator-, Akzeptor- und Haftstellenniveaus.- 1.1.3 Lichtinduzierte Elektron-Loch-Trennung in Photoleitern.- 1.1.4 Ladungstragerrekombination.- 1.1.5 Raumladungseffekte.- 1.1.6 Transportmechanismen.- 1.2 Flugzeit-Transportexperimente.- 1.3 Was lernt man aus Flugzeit-Transportexperimenten?.- 1.3.1 Temperaturabhangigkeit und Anisotropic der Ladungstragerbeweglichkeiten.- 1.3.2 Hohe Beweglichkeiten bei tiefen Temperaturen/schnelle Photozellen.- 1.3.3 Elektron-Loch-Erzeugung und Rekombination.- 1.3.4 Haftstellenkonzentrationen, Haftstellentiefen, optische Haftstellenspektroskopie.- 1.3.5 Nichtlinearer Transport, Geschwindigkeitssattigung.- Ausblick.- Literatur.- 2 Photoleitung und Transportvorgange in amorphen Festkoerpern.- 2.1 Vergleich von normalen Diffusionsvorgangen mit dem dispersiven Transport.- 2.2 Mathematische Behandlung Nicht-Gaussscher Transport-vorgange: Continuous-Time Random Walks (CTRW).- 2.3 Beispiele aus dem Bereich der Photoleitung in Polymeren so- wie der Energieubertragung.- Schlussbemerkungen.- Literatur.- 3 Diffusionsvorgange in amorphen Stoffen.- 3.1 Einfuhrung.- 3.2 Transportvorgange in Glasern unter- und oberhalb der Glastemperatur.- 3.2.1 Der Glasiibergang und sein Einfluss auf molekulare Bewegungen.- 3.2.2 Theorie des freien Volumens.- 3.2.3 Thermodynamische Theorien.- 3.2.4 Modenkopplungstheorie.- 3.2.5 Diffusion in unterkuhlten Flussigkeiten.- 3.2.6 Diffusion in polymeren Glasbildnern.- 3.3 Experimentelle Methoden zur Diffusion in Glasbildnern.- 3.3.1 Permeations- und Sorptionsmethoden.- 3.3.2 Optische Methoden.- 3.3.3 Teilchenstreumethoden.- 3.3.4 Weitere Methoden.- Literatur.- Sachwortverzeichnis.

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