Supraleitung
Wiley-VCH (Verlag)
978-3-527-41419-2 (ISBN)
Supraleitung, also das Verschwinden des elektrischen Widerstands in Materialien unterhalb einer kritischen Temperatur, ist längst kein Kuriosum mehr, sondern ein Phänomen, das zahlreiche Anwendungen gefunden hat, etwa zur Erzeugung und Detektion von Magnetfeldern, in der Sensorik (SQUIDs), zur zerstörungsfreien Materialprüfung, in Energietransport und -umwandlung und in der magnetischen Energiespeicherung.
Parallel dazu ist das physikalische Verständnis dieses Effekts gewachsen, und dementsprechend bieten physikalische Fakultäten mit einem festkörperphysikalischen Schwerpunkt Vorlesungen zu den experimentellen und theoretischen Grundlagen der Supraleitung für fortgeschrittene Studierende der Physik und der Materialwissenschaften an.
Auch die 8. Auflage des Standard-Lehrbuchs zur Supraleitung folgt dem bewährten Ansatz, das physikalische Phänomen der Supraleitung in seinen zahlreichen Facetten möglichst anschaulich und ohne allzuviel mathematischen Ballast zu erklären.
Ausgehend von einem Überblick über die wichtigsten, zum Verständnis benötigen quantenmechanischen Grundlagen behandelt das Buch die unterschiedlichen Supraleiter-Materialklassen, etwa die metallischen Supraleiter, Kuprate und Eisenpniktide. Die Schwerpunkte liegen dabei auf den Eigenschaften, der Herstellung und der Stabilität dieser Materialien.
Die folgenden Kapitel beleuchten die Erklärungsmodelle der Supraleitung, die Thermodynamik des supraleitenden Zustands sowie dessen Zusammenbrechen. Ausführlich geht das Buch auf die für den praktischen Nutzen so wichtigen Josephson-Kontakte ein.
Das letzte Kapitel widmet sich den zahlreichen Anwendungen der Supraleitung, zum Beispiel supraleitende Kabel, in der Kernspintomographie, der Kernfusion, der SQUID-Sensorik sowie der Mikroelektronik.
Für die Neuauflage wurde das Buch vollständig überarbeitet und mit Elementen angereichert, die das Verständnis fördern und das Lernen erleichtern wie etwa Kapiteleinführungen, Exkurse zur Messmethodik, mehr durchgerechnete Beispiele, Boxen zur Vertiefung weiterführender Aspekte und Kapitelzusammenfassungen.
Zielgruppe:
Master-Studenten der Physik, Doktoranden der Physik, Master-Studenten der Materialwissenschaften, Doktoranden der Materialwissenschaften, Master-Studenten der Chemie, Doktoranden der Chemie, Doktoranden der Ingenieurwissenschaften, Festkörperphysiker, Materialwissenschaftler, Dozenten, Bibliotheken
Reinhold Kleiner ist Professor für experimentelle Festkörperphysik an der Universität Tübingen. Er studierte Physik an der Technischen Universität München und beschäftigte sich in seiner Doktorarbeit mit Hochtemperatursupraleitern. Nach einem zweijährigen Aufenthalt an der University of California in Berkeley kehrte er nach Deutschland zurück. Seine Arbeitsgebiete umfassen Supraleitung und Magnetismus.
Professor Werner Buckel (1920-2003) hat in Erlangen und Göttingen studiert und folgte 1960 einem Ruf an die Technische Hochschule Karlsruhe. Dort verblieb er bis zu seiner Emeritierung 1985 mit einer Unterbrechung von drei Jahren, in denen er im Kernforschungszentrum Jülich das Institut für Supraleitung aufbaute. Neben vielen anderen verdienstvollen Tätigkeiten war er Präsident der Deutschen Physikalischen Gesellschaft und der European Physical Society sowie Mitglied der Heidelberger Akademie der Wissenschaften und der Leibniz-Sozietät Berlin.
1 Grundlegende Eigenschaften von Supraleitern
1.1 Das Verschwinden des elektrischen Widerstandes
1.2 Idealer Diamagnetismus, Flussschläuche und Flussquantisierung
1.3 Die Flussquantisierung in supraleitenden Ringen und Hohlzylindern
1.4 Supraleitung: ein makroskopisches Quantenphänomen
1.5 Quanteninterferenzen
2 Supraleitende Elemente, Legierungen und Verbindungen
2.1 Vorbemerkungen
2.2 Supraleitende Elemente
2.3 Die supraleitenden Hydride
2.4 Supraleitende Legierungen und metallische Verbindungen
2.5 Chevrel-Phasen und Borkarbide
2.6 Schwere-Fermionen-Supraleiter
2.7 Natürliche und künstliche Schichtsupraleiter
2.8 Die supraleitenden Oxide
2.9 Eisenpniktide und verwandte Verbindungen
2.10 Organische Supraleiter
2.11 Supraleitung an Grenzflächen
2.12 Graphen-basierte Supraleitung
3 Die Cooper-Paarung
3.1 Konventionelle Supraleitung
3.2 Unkonventionelle Supraleitung
4 Thermodynamik und thermische Eigenschaften des supraleitenden Zustandes
4.1 Allgemeine Vorbemerkungen zur Thermodynamik
4.2 Die spezifische Wärme
4.3 Die Wärmeleitfähigkeit
4.4 Grundzüge der Ginzburg-Landau-Theorie
4.5 Die charakteristischen Längen der Ginzburg-Landau-Theorie
4.6 Typ-I-Supraleiter im Magnetfeld
4.7 Typ-II-Supraleiter im Magnetfeld
4.8 Fluktuationen und Zustände oberhalb des thermodynamischen Gleichgewichts
5 Kritische Ströme in Supraleitern 1. und 2. Art
5.1 Die Begrenzung des Suprastroms durch Paarbrechung
5.2 Typ-I-Supraleiter
5.3 Typ-II-Supraleiter
6 Josephsonkontakte und ihre Eigenschaften
6.1 Stromtransport über Grenzflächen im Supraleiter
6.2 Das RCSJ-Modell
6.3 Josephsonkontakte unter Mikrowelleneinstrahlung
6.4 Flusswirbel in ausgedehnten Josephsonkontakten
6.5 Makroskopische Quanteneffekte in Josephsonkontakten und verwandten Systemen
7 Anwendungen der Supraleitung
7.1 Supraleitende Magnetspulen
7.2 Supraleitende Permanentmagnete
7.3 Anwendungen für supraleitende Magnetspulen
7.4 Supraleiter für die Leistungsübertragung: Kabel, Transformatoren und Strombegrenzer
7.5 Supraleitende Resonatoren und Filter
7.6 Supraleiter als Detektoren
7.7 Supraleiter in der Mikroelektronik
Aus Rezensionen der Vorauflage:
"[...] Der Buckel bietet in leicht verständlicher Form und auf pädagogisch hervorragende Weise einen überraschend vollständigen Überblick über das weite Forschungsfeld der Supraleitung." Ulrich Hohenester, Karl-Franzens-Universität Graz (05/2013)
" [...] Alles in Allem bietet das Lehrbuch eine enorme Fülle von Information und bleibt doch erstaunlich leicht lesbar und vernünftig im Umfang. Die vollständige Überarbeitung ist ausgezeichnet gelungen - und macht den Buckel vom Klassiker zum modernen Klassiker." Claudia Ambrosch-Draxl, Graz, Physik in unserer Zeit, 1/2005
| Erscheinungsdatum | 08.08.2024 |
|---|---|
| Zusatzinfo | Illustrationen |
| Verlagsort | Weinheim |
| Sprache | deutsch |
| Maße | 170 x 244 mm |
| Gewicht | 666 g |
| Einbandart | kartoniert |
| Themenwelt | Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie ► Atom- / Kern- / Molekularphysik |
| Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie ► Festkörperphysik | |
| Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik | |
| Technik ► Maschinenbau | |
| Schlagworte | Elektronische Materialien • Elektrotechnik u. Elektronik • Festkörperphysik • Materialwissenschaften • Physik • Supraleiter • Supraleitung |
| ISBN-10 | 3-527-41419-3 / 3527414193 |
| ISBN-13 | 978-3-527-41419-2 / 9783527414192 |
| Zustand | Neuware |
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