Quantenphysik

Das 2-bändige Lehrbuch vermittelt anschaulich und verständlich quanten- und festkörpertheoretische Kenntnisse sowie Fertigkeiten.

Im ersten Teil „Quantenmechanik" werden ausführlich sowohl Handwerkszeug als auch Methoden erläutert, um typische Eigenwertprobleme kleinster Systeme zu lösen, wie denen des Elektrons im Kasten und des H-Atoms. Wechselwirkt Strahlung mit einem Quantensystem, kann dieses mit Schwingungen oder Rotationen antworten. Auch das Phänomen des Tunneleffekts ist nun einer Beschreibung zugänglich.

Dass bei der Messung einer Eigenschaft nur ein Mittelwert, bei der einer anderen dagegen ein scharfer Wert beobachtet wird, kann nun mit absoluter Sicherheit prognostiziert werden. Der Übergang von kleinsten Systemen zu größeren atomaren oder molekularen Einheiten wie dem He-Atom, dem H²⁺-Ion oder dem Benzol gelingt mit Näherungsverfahren, die zufriedenstellende Übereinstimmung mit den Experimenten ermöglichen, wenn auch mit hohem Rechenaufwand.

In den etwa zweihundert Aufgaben werden in den Lösungen diese Methoden ausführlich erörtert.

Das Lehrbuch richtet sich an Studierende der Natur- und Ingenieurswissenschaften.

Band 2. Festkörperphysik.

Gerhard Franz erwarb 1977 seinen Magistergrad in physikalischer Chemie an der Philipps-Universität Marburg und promovierte dort 1980 mit einer Arbeit über die thermodynamischen und leitfähigkeitstechnischen Aspekte der flüssigen Alkalimetalle Rubidium und Cäsium bis zu ihrem kritischen Punkt. 1981 wechselte er in die analytische Abteilung und nach fünf Jahren in die Abteilung Photonik der Siemens Research Laboratories in München, wo er 1992 für die Entwicklung plasmabasierter Verfahren, insbesondere des reaktiven Ionenätzens (RIE) und der Plasmadiagnostik, verantwortlich war. 2002 wechselte er an die Hochschule München, an der er bis 2019 als Professor für Angewandte Physik tätig war.

Seine pädagogischen Interessen konzentrieren sich auf die Ausbildung von Doktoranden im Masterstudiengang "Mikro- und Nanotechnologie", in dem er seit mehr als 15 Jahren den Aufnahmekurs unterrichtet, der zur Grundlage dieser Lehrbücher geworden ist. Im Jahr 2005 gründete er zusammen mit einigen Kollegen der Technischen Universität München das Zentrum für Nanostrukturtechnologie. Bald weckte die chemische Gasphasenabscheidung der organischen Verbindung Poly-p-xylol sein Interesse und wurde zum zweiten Zentrum seiner Forschung.

Gerhard Franz ist Autor von vier Büchern über Tieftemperatur-Plasmaphysik und Mikrostrukturierungstechnik, hält mehr als 70 externe Vorträge und hat mehr als 60 begutachtete Bücher verfasst. Themen sind vor allem RIE von III/V-Halbleitern, photonische Bauelemente, die mit dieser Technologie hergestellt wurden, Plasmadiagnostik und chemische Gasphasenabscheidung.