Dielektrische und magnetische Materialeigenschaften
Dielectric and Magnetic Material Properties

In dieser Veranstaltung werden die theoretischen Grundlagen zum Verständnis der dielektrischen und der magnetischen Materialeigenschaften gelehrt. Es werden die den dielektrischen Materialien zugrunde liegenden Polarisationsmechanismen anhand von Modellen erläutert. Der Magnetismus wird auf der Basis atomarer Vorgänge beschrieben. Hysteresebehaftete dielektrische und magnetische Materialien werden ebenso diskutiert wie nichtlineare Prozesse. Parallelen zwischen beiden Materialklassen werden aufgezeigt. Anwendungsbeispiele aus der Energietechnik (Isolatoren), der Mikro- und Nanoelektronik (Isolatoren, Ladungsspeicher, magnetische Speicher Sensoren) und der Nanooptoelektronik (Wellenleiter, Metamaterialien) werden diskutiert und unter nanospezifischen Gesichtspunkten erläutert.

Im Anschluss an diese Vorlesung ist die oder der Studierende in der Lage, das makroskopische dielektrische und magnetische Verhalten von Werkstoffen und Nanostrukturen anhand atomarer Vorgänge zu erklären. Sie oder er kann die unterschiedlichen Materialien nach verschiedenen Gesichtspunkten sortieren. Für definierte Anwendungen kann sie oder er geeignete Materialien und Materialkombinationen auswählen.

1) W. Kowalsky: Dielektrische Werkstoffe der Elektrotechnik und Photonik, B. G. Teubner Stuttgart 1994
2) G. Fasching: Werkstoffe der Elektrotechnik, Springer-Verlag 1994
3) E. Ivers-Tiffee, W. von Münch: Werkstoffe der Elektrotechnik, B. G. Teubner 2004
4) W. v. Münch: Elektrische und magnetische Eigenschaften der Materie, B. G. Teubner 1987
5) K. Kopitzki: Einführung in die Festkörperphysik, B. G. Teubner 1993
6) J. F. Nye: Physical properties of crystals, Oxford Science Publications 1985
7) Ch. Kittel: Einführung in die Festkörperphysik, Oldenburg Verlag 2002
8) S. Chikazumi: Physics of Magnetism, Robert E. Krieger Publishing Company, 1978
9) R. Waser [Ed.], Nanoelectronics and Information Technology, Advanced Electronic Materials and Novel Devices, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2003

The content of this lecture are the fundamentals of dielectric and magnetic materials. For the dielectric materials the mechanisms of the polarisation will be discussed. The magnetismus will be explained on the atomic basis. Correlations between both material classes will be shown and examples of applications will be discussed.

The students are able to explain the macroscopic behaviour of the different material classes on ther basis of their atomic structure. They can find for each application the right material.

1) W. Kowalsky: Dielektrische Werkstoffe der Elektrotechnik und Photonik, B. G. Teubner Stuttgart 1994
2) G. Fasching: Werkstoffe der Elektrotechnik, Springer-Verlag 1994
3) E. Ivers-Tiffee, W. von Münch: Werkstoffe der Elektrotechnik, B. G. Teubner 2004
4) W. v. Münch: Elektrische und magnetische Eigenschaften der Materie, B. G. Teubner 1987
5) K. Kopitzki: Einführung in die Festkörperphysik, B. G. Teubner 1993
6) J. F. Nye: Physical properties of crystals, Oxford Science Publications 1985
7) Ch. Kittel: Einführung in die Festkörperphysik, Oldenburg Verlag 2002
8) S. Chikazumi: Physics of Magnetism, Robert E. Krieger Publishing Company, 1978
9) R. Waser [Ed.], Nanoelectronics and Information Technology, Advanced Electronic Materials and Novel Devices, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2003