Materialwissenschaften I an der TU München

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Was sind intrnisische Halbleiter und was ist bei ihnen zu beachten?

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Welche Typen von Dotierung gibt es?

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Auf welcher Methode basiert die Technik das Rasterkraftmikroskopes?

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Was ist eine Dotierung?

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Was sind die unterschiedlichen Eigenschaften von Metallen und Halbleitern?

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Wie lässt sich das Zwitterverhalten der Zintl-Phasen beschreiben?

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Was sind Zintl-Phasen?

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Was ist für die Energie der Teilchen verantwortlich?

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Wie entstehen verwendbare Neutronen?

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Was sind die Eigenschaften von Baustahl?

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Was sind die Eigenschaften von Werkzeugstahl?

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Was sind extrinsische Halbleiter und was ist bei ihnen zu beachten?

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Materialwissenschaften I

Was sind intrnisische Halbleiter und was ist bei ihnen zu beachten?

  • undotierte Halbleiter
  • generieren ihren Ladungsträgertransport durch Elektronen, welche die Bandlücke überwinden 
  • Größe der Bandlücke, Stabilität der zu brechenden Bindung machen die Effizienz 

Materialwissenschaften I

Welche Typen von Dotierung gibt es?

n-Typ Dotierung 

  • Elektron nahe des Leitungsbandes eingeführt
  • energetische Barriere das Elektron ins Leitungsband anzuheben ist niedrig

p-Typ Dotierung 

  • leere Zustände kurz über dem Valenzband werden mit Elektronen aus dem Valenzband gefüllt 
  • somit werden Löcher generiert
  • geringer Energiebeitrag reicht aus dieses Loch zu generieren
  • Elektronen springen nur in benachbarte Löcher, Transport nur von positiver Ladung durch den Kristall

Materialwissenschaften I

Auf welcher Methode basiert die Technik das Rasterkraftmikroskopes?

Methode, die auf Anziehungs- und Abstoßungskräften beruht. Kommen sich die Elektronen sehr nahe, stoßen sich die gleichen Ladungen ab. Funktioniert nur, wenn die Abstände sehr klein sind und die Hüllen sich nahezu berühren. Die Genauigkeit ist erst hoch, wenn sich nur wenige Atome berühren können, daher sind die Spitzen des Messaparates nur wenige Atome dick. 

Materialwissenschaften I

Was ist eine Dotierung?

eine wesentliche Optimierung bei Halbleitern, die auf die Steigerung der Ladungsträgerkonzentration und damit der Leitungsfähigkeit abzielt. Durch den Eintrag von Fremdionen werden innerhalb der Bandlücke, bei der normalerweise keine elektronischen Zustände zu finden sind, neue Zustände generiert. Da der Dotierungsgrad sehr klein ist merken die einzelnen Fremdatome nichts voneinander. 

Materialwissenschaften I

Was sind die unterschiedlichen Eigenschaften von Metallen und Halbleitern?

  • hohe/geringe elektrische Leitfähigkeit
  • hohe/geringe  Wärmeleitfähigkeit
  • variable/geringe thermische Stabilität
  • duktil/mechanisch instabil
  • magnetische und nichtmagnetische Verbindungen/diamagnetisch
  • einstellbare/geringe Korrosionsbestädigkeit
  • mechanische-optische Eingenschaften

Materialwissenschaften I

Wie lässt sich das Zwitterverhalten der Zintl-Phasen beschreiben?

Metallische Eig.

  • hochschmelzend
  • halbleitend
  • Tendenz zur Mischkristallnildung

Salzartig

  • löslich in polaren LM
  • stöchiometrisch scharf definiert 

Materialwissenschaften I

Was sind Zintl-Phasen?

Zintl-Phasen, Gruppe von intermetallischen Verbindungen, die aus einem stärker elektropositiven Metall (Alkali-, Erdalkalimetall, Lanthanoid) und einem Hauptgruppenelement mit mäßig großer Elektronegativität (wie z. B. Tl, Si, As) bestehen. Die Bindungen zwischen den beiden Verbindungsbestandteilen stellen Übergänge zwischen der Metall- und Ionenbindung dar.

Materialwissenschaften I

Was ist für die Energie der Teilchen verantwortlich?

Die Wellenlänge

Materialwissenschaften I

Wie entstehen verwendbare Neutronen?

Bei Kernspaltungsprozessen in Kernreaktoren oder werden durch Teilchenbeschuss in Spallationsquellen erzeugt

Materialwissenschaften I

Was sind die Eigenschaften von Baustahl?

  • kein lamellares Gefüge
  • weniger mechanisch belastbar
  • einfacher herzustellen, da der Kohlenstoffgehalt nicht so exakt eingestellt und kontrolliert werden muss
  • hauptsächlich zur Bewährung im Beton genutzt
  • lange Festigkeitseigenschaften
  • preiswerter

Materialwissenschaften I

Was sind die Eigenschaften von Werkzeugstahl?

  • lamellare Gefügestruktur
  • mechanisch belastbar
  • Stress im Material können sich gut ausbreiten 
  • die vielen Phasengrenzen erschweren die Rissbildung

Materialwissenschaften I

Was sind extrinsische Halbleiter und was ist bei ihnen zu beachten?

  • dotierte Halbleiter
  • Material muss vor der Modifizierung in hochreiner Form erhalten werden 
  • Konzentration von Fremdionen darf nicht zu hoch sein damit keine Ausordnung oder Verbindungsbildung mit den eigentlichen Halbleitern passiert 

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