• Studenten höherer Studienjahre (nach Vordiplom) der Studiengänge Physik (wahlobligatorisch für Wahlpflichtfach 6), Werkstoffwissenschaften, Chemie, Mineralogie (Nebenfach Physik)
• Kollegiaten des Graduiertenkollegs 415 "Defektstrukturbestimmte physikalische Eigenschaften", Doktoranden der International Max Planck Research School for Science and Technology of Nanostructures

Die Anwesenheit von nanoskopischen Strukturen als Störung der idealen Gitterperiodizität bestimmt wichtige physikalische Eigenschaften von Festkörpern. Ein Überblick wird im Rahmen der Vorlesung über null- bis dreidimensionale Defekte gegeben. Die Eigenschaften dieser Defekte wird in Verbindung mit grundlegenden Phänomenen wie Materialtransport im Gitter, Kristallwachstum und Plastizität diskutiert.

1. Kristallphysikalische Grundlagen
   (kristallographische Grundbegriffe, Symmetrie, chemische Bindung)
2. Atomare Fehlstellen
   (Konzentration, strahlungsinduzierte Defekte, Diffusion, physikalische Chemie der Punktfehler)
3. Eindimensionale Defekte - Versetzungen
   (Topologie, Elastizitätstheorie, Kernstruktur, Versetzungsbewegung)
4. Zweidimensionale Baufehler
   (Translationsgrenzen, Korngrenzen)
5. Plastische Verformung von Kristallen
   (Spannungs-Dehnungskurve, Kriechen, Versetzungsbildung und -wechselwirkung)
6. Dreidimensionale Defekte - Eingebettete Nanopartikel
   (Keimbildung, Ostwaldreifung, Rekristallisation)

The presence of nanosize structures (lattice imperfections) as perturbations of the ideal lattice periodicity determines essential physical properties of crystals. A survey is given on zero to three dimensional crystal defects. Basic features of these defects are treated in conjunction with phenomena like transport of matter in the lattice, growth of crystals, and plasticity.

1. Basics of crystal physics
   (crystallographic terms, symmetry, chemical bonding)
2. Point defects
   (concentration, irradiation-induced defects, diffusion, physical chemistry of point defects)
3. One-dimensional defects - dislocations
   (topology, theory of elasticity, core structure, dislocation motion)
4. Two-dimensional defects
   (translation boundaries, grain boundaries)
5. Plastic deformation of crystals
   (Stress-strain curves, creep, dislocation formation and interaction)
6. Three-dimensional defects - embedded nanoparticles
   (nucleation theory, Ostwald ripening, recrystallization)

• Bergmann Schäfer Lehrbuch der Experimentalphysik. Band 6 Festkörper. Hrg. W. Raith. Berlin: De Gruyter 1992.
• J. Bohm: Realstruktur von Kristallen. Stuttgart: Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung 1995.
• D. Hull, D. J. Bacon: Introduction to dislocations. Oxford: Pergamon ³1994.
• A. Kelly, G. W. Groves, P. Kidd: Crystallography and crystal defects. Chichester: Wiley ²2000.
• J. I. Gersten, F. W. Smith: The physics and chemistry of materials. New York: Wiley 2001.
• P. Haasen: Physikalische Metallkunde. Berlin: Akademieverlag 1985.
• J. P. Hirth, J. Lothe: Theory of dislocations. New York: Wiley² 1982.
• Silicon devices. Ed. K. A Jackson. Weinheim: Wiley-VCH 1998.

• Grundkenntnisse Festkörperphysik
• This lecture is given in English.

Defects in crystals