Electronic Structure of Materials

Von A. P. Sutton.
Clarendon Press, Oxford 1993. XV + 260 S., Softcover,.
ISBN 0-19-851754-8

Hier wird eine elementare Einführung in die Elektronenstruktur kristalliner und nicht-kristalliner fester Materie aus etwas unkonventioneller, aber hochaktueller Sicht geboten, unter Betonung des ,chemischen’ Aspekts der inter-atomaren Bindungen bei Zurückdrängung von Blochschem Theorem und dem Konzept des reziproken Raumes. Das Buch stellt das ,Orts-Raum’-Bild der Elektronenstruktur der Materie in den Vordergrund, wie es sich in den vergangenen drei Jahrzehnten aus dem Ansatz der Linearkombination atomarer Orbitale für die Elektronenzustände im Festkörper entwickelt hat, und das die wichtige Rolle der lokalen atomaren Umgebung auf die elektronischen Strukturen und Eigenschaften hervorhebt. Damit soll der Tatsache Rechnung getragen werden, daß die moderne Festkörperphysik und Materialwissenschaft zu großen Teilen mit realen, defektbehafteten Festkörpern und in steigendem Maße mit amorphen Strukturen befaßt ist, Objekten, bei denen nach Ansicht des Buchautors die konventionellen Konzepte zur Erklärung der elektronischen Eigenschaften wenig hilfreich sind.
Von zweiatomigen Molekülen kommt das Buch über unendliche Ketten zu den Elektronen in dreidimensionalen Gittern. In weiteren Kapiteln spricht der Autor dann u. a. Bandlücken und die s-p-Bindungen in Silizium, freie Elektronen, die Eigenschaften der entsprechenden Metalle, Übergangsmetalle, die strukturelle Stabilität von Verbindungen und Legierungen sowie die Grenzen des Bandstrukturbildes an. Die mathematischen Anforderungen sind dabei auf ein Minimum reduziert, obwohl die Darstellung bis zum Dichtefunktional als moderner Basis der Elektronentheorie des Festkörpers führt. Das Buch ist entsprechend geprägt durch sehr starke Vereinfachungen, wofür die Einführung des Austausch-Korrelations-Loches im Bild der Elektronendichte als Beispiel genannt sei. Man darf nicht verhehlen, daß die Darstellung zum Teil als ein tastender Versuch angesehen werden muß, eine elementare Standardeinführung der angesprochenen Sichtweise zu finden.

Das Buch ist sehr zu begrüßen, schließt es doch eine Lücke in der einführenden Literatur zur Elektronenstruktur der Festkörper. Es ist geeignet, Studierenden der Physik, der Chemie und der Materialwissenschaften frühzeitig den aktuellen Stand dieser modernen Sichtweise aufzuzeigen, und es ist eine hilfreiche Lektüre für jeden, der sich einen ersten Überblick über diesen Zugang zur Elektronenstruktur der Festkörper verschaffen möchte.

H. Teichler, Göttingen

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