1081
Detailed Contents
List of Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
XV
Part 1 General Tables
3
3
4
4
5
7
9
2 The International System of Units (SI), Physical Quantities,
and Their Dimensions
Werner Martienssen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
The International System of Units (SI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Physical Quantities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
The SI Base Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.1 Unit of Length: the Meter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.2 Unit of Mass: the Kilogram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.3 Unit of Time: the Second . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.4 Unit of Electric Current: the Ampere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.5 Unit of (Thermodynamic) Temperature: the Kelvin . . . . . . . . . . . . .
2.3.6 Unit of Amount of Substance: the Mole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.7 Unit of Luminous Intensity: the Candela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4 The SI Derived Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5 Decimal Multiples and Submultiples of SI Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6 Units Outside the SI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6.1 Units Used with the SI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6.2 Other Non-SI Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.7 Some Energy Equivalents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
11
12
13
13
14
14
14
14
14
15
16
19
20
20
20
24
25
3 Rudiments of Crystallography
Wolf Assmus, Stefan Brühne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1 Crystalline Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1 Periodic Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2 Aperiodic Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Disorder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
28
28
33
38
2.1
2.2
2.3
Detailed Cont.
1 The Fundamental Constants
Werner Martienssen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1 What are the Fundamental Constants
and Who Takes Care of Them? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 The CODATA Recommended Values of the Fundamental Constants . . . . .
1.2.1 The Most Frequently Used Fundamental Constants . . . . . . . . . . . .
1.2.2 Detailed Lists of the Fundamental Constants
in Different Fields of Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.3 Constants from Atomic Physics and Particle Physics . . . . . . . . . . .
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1082
Detailed Contents
3.3 Amorphous Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4 Methods for Investigating Crystallographic Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
39
39
41
Part 2 The Elements
Detailed Cont.
1 The Elements
Werner Martienssen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.1 How to Use This Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Description of Properties Tabulated . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.1 Parts A of the Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.2 Parts B of the Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.3 Parts C of the Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.4 Parts D of the Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3 Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4 Tables of the Elements in Different Orders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5 Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.1 Elements of the First Period . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.2 Elements of the Main Groups and Subgroup I to IV . . . . . . . . . . . .
1.5.3 Elements of the Main Groups and Subgroup V to VIII . . . . . . . . . .
1.5.4 Elements of the Lanthanides Period . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.5 Elements of the Actinides Period . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
45
45
45
46
46
46
48
49
49
49
54
54
59
98
142
151
158
Part 3 Classes of Materials
1 Metals
Frank Goodwin, Sivaraman Guruswamy, Karl U. Kainer, Catrin Kammer,
Wolfram Knabl, Alfred Koethe, Gerhard Leichtfried, Günther Schlamp,
Roland Stickler, Hans Warlimont . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1 Magnesium and Magnesium Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.1 Magnesium Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.2 Melting and Casting Practices, Heat Treatment . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.3 Joining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.4 Corrosion Behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.5 Recent Developments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Aluminium and Aluminium Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.2 Production of Aluminium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.3 Properties of Pure Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.4 Aluminium Alloy Phase Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.5 Classification of Aluminium Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.6 Structure and Basic Mechanical Properties of Wrought
Work-Hardenable Aluminium Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
161
162
163
168
169
169
170
171
171
171
172
174
179
180
Detailed Contents
1.2.7
1.3
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
182
184
186
194
202
206
207
208
209
216
217
217
218
218
221
222
227
240
240
257
262
268
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272
274
274
276
277
277
279
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288
296
296
297
298
298
300
303
306
308
311
314
Detailed Cont.
1.4
Structure and Basic Mechanical Properties of Wrought
Age-Hardenable Aluminium Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.8 Structure and Basic Mechanical Properties of Aluminium
Casting Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.9 Technical Properties of Aluminium Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.10 Thermal and Mechanical Treatment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.11 Corrosion Behavior of Aluminium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Titanium and Titanium Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.1 Commercially Pure Grades of Ti and Low-Alloy Ti Materials . . .
1.3.2 Ti-Based Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.3 Intermetallic Ti–Al Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.4 TiNi Shape-Memory Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zirconium and Zirconium Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.1 Technically-Pure and Low-Alloy Zirconium Materials . . . . . . . . . .
1.4.2 Zirconium Alloys in Nuclear Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.3 Zirconium-Based Bulk Glassy Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Iron and Steels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.1 Phase Relations and Phase Transformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.2 Carbon and Low-Alloy Steels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.3 High-Strength Low-Alloy Steels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.4 Stainless Steels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.5 Heat-Resistant Steels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.6 Tool Steels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.7 Cast Irons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cobalt and Cobalt Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.1 Co-Based Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.2 Co-Based Hard-Facing Alloys and Related Materials . . . . . . . . . .
1.6.3 Co-Based Heat-Resistant Alloys, Superalloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.4 Co-Based Corrosion-Resistant Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.5 Co-Based Surgical Implant Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.6 Cemented Carbides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Nickel and Nickel Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7.1 Commercially Pure and Low-Alloy Nickels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7.2 Highly Alloyed Ni-Based Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7.3 Ni-Based Superalloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7.4 Ni Plating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Copper and Copper Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.8.1 Unalloyed Coppers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.8.2 High Copper Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.8.3 Brasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.8.4 Bronzes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.8.5 Copper–Nickel and Copper–Nickel–Zinc Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . .
Refractory Metals and Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.9.1 Physical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.9.2 Chemical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.9.3 Recrystallization Behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.9.4 Mechanical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1083
1084
Detailed Contents
Detailed Cont.
1.10 Noble Metals and Noble Metal Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.10.1 Silver and Silver Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.10.2 Gold and Gold Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.10.3 Platinum Group Metals and Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.10.4 Rhodium, Iridium, Rhutenium, Osmium, and their Alloys . . . .
1.11 Lead and Lead Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.11.1 Pure Grades of Lead . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.11.2 Pb–Sb Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.11.3 Pb–Sn Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.11.4 Pb–Ca Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.11.5 Pb–Bi Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.11.6 Pb–Ag Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.11.7 Pb–Cu, Pb–Te, and Pb–Cu–Te Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.11.8 Pb–As Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.11.9 Lead Cable Sheathing Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.11.10 Other Lead Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
329
330
347
363
386
407
407
411
414
416
419
420
421
421
421
421
422
2 Ceramics
Hans Warlimont . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1 Traditional Ceramics and Cements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.1 Traditional Ceramics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.2 Cements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Silicate Ceramics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 Refractory Ceramics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4 Oxide Ceramics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.1 Magnesium Oxide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.2 Alumina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.3 Al–O–N Ceramics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.4 Beryllium Oxide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.5 Zirconium Dioxide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.6 Titanium Dioxide, Titanates, etc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5 Non-Oxide Ceramics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5.1 Non-Oxide High-Temperature Ceramics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5.2 Borides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5.3 Carbides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5.4 Nitrides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5.5 Silicides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
431
432
432
432
433
437
437
444
445
447
447
447
450
451
451
451
458
467
473
476
3 Polymers
Manfred D. Lechner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1 Structural Units of Polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 Tables and Figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1 Polyolefines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.2 Vinyl Polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
477
480
482
483
483
489
Detailed Contents
492
497
501
503
506
508
509
511
512
515
522
4 Glasses
Dieter Krause . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1 Properties of Glasses – General Comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Composition and Properties of Glasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Flat Glass and Hollowware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.1 Flat Glass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.2 Container Glass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Technical Specialty Glasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.1 Chemical Stability of Glasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.2 Mechanical and Thermal Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.3 Electrical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.4 Optical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5 Optical Glasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.1 Optical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.2 Chemical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.3 Mechanical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.4 Thermal Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6 Vitreous Silica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6.1 Properties of Synthetic Silica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6.2 Gas Solubility and Molecular Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.7 Glass-Ceramics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8 Glasses for Miscellaneous Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8.1 Sealing Glasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8.2 Solder and Passivation Glasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8.3 Colored Glasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8.4 Infrared-Transmitting Glasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
523
526
527
528
528
529
530
530
533
537
539
543
543
549
550
556
556
556
557
558
559
559
562
565
568
572
Part 4 Functional Materials
1 Semiconductors
Werner Martienssen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1 Group IV Semiconductors and IV–IV Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 III–V Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
575
578
604
Detailed Cont.
3.3.3 Fluoropolymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.4 Polyacrylics and Polyacetals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.5 Polyamides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.6 Polyesters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.7 Polysulfones and Polysulfides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.8 Polyimides and Polyether Ketones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.9 Cellulose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.10 Polyurethanes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.11 Thermosets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.12 Polymer Blends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1085
1086
Detailed Contents
Detailed Cont.
1.2.1 Boron Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.2 Aluminium Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.3 Gallium Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.4 Indium Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3 II–VI Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.1 Beryllium Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.2 Magnesium Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.3 Oxides of Ca, Sr, and Ba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.4 Zinc Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.5 Cadmium Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.6 Mercury Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
604
610
621
638
652
652
655
660
665
676
686
691
2 Superconductors
Claus Fischer, Günter Fuchs, Bernhard Holzapfel, Barbara Schüpp-Niewa,
Hans Warlimont . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1 Metallic Superconductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.1 Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.2 Practical Metallic Superconductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Non-Metallic Superconductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1 Oxide Superconductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.2 Superconductors Based on the Y–Ba–Cu–O System . . . . . . . . . . . .
2.2.3 Superconductors Based on the Bi–Sr–Ca–Cu–O System . . . . . . .
2.2.4 Carbides, Borides, Nitrides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
695
696
696
704
711
711
720
736
744
749
3 Magnetic Materials
Hideki Harada, Manfred Müller, Hans Warlimont . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1 Basic Magnetic Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1 Atomic Moment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2 Magnetocrystalline Anisotropy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.3 Magnetostriction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Soft Magnetic Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1 Low Carbon Steels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2 Fe-based Sintered
and Composite Soft Magnetic Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3 Iron–Silicon Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.4 Nickel–Iron-Based Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.5 Iron–Cobalt Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.6 Amorphous Metallic Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.7 Nanocrystalline Soft Magnetic Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.8 Invar and Elinvar Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 Hard Magnetic Alloys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1 Fe–Co–Cr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.2 Fe–Co–V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.3 Fe–Ni–Al–Co, Alnico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.4 Fe–Nd–B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
755
755
755
756
757
758
758
759
763
769
772
772
776
780
794
795
797
798
800
Detailed Contents
803
810
811
811
813
814
4 Dielectrics and Electrooptics
Gagik G. Gurzadyan, Pancho Tzankov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1 Dielectric Materials: Low-Frequency Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.1 General Dielectric Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.2 Static Dielectric Constant (Low-Frequency) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.3 Dissipation Factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.4 Elasticity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.5 Piezoelectricity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Optical Materials: High-Frequency Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.1 Crystal Optics: General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.2 Photoelastic Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.3 Electrooptic Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.4 Nonlinear Optical Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Guidelines for Use of Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Tables of Numerical Data for Dielectrics and Electrooptics . . . . . . . . . . . . . .
Isotropic Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cubic, Point Group m3m (Oh ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cubic, Point Group 43m (Td ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cubic, Point Group 23 (T ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hexagonal, Point Group 6m2 (D3h ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hexagonal, Point Group 6mm (C6v ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hexagonal, Point Group 6 (C6 ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Trigonal, Point Group 3m (D3d ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Trigonal, Point Group 32 (D3 ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Trigonal, Point Group 3m (C3v ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tetragonal, Point Group 4mmm (D4h ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tetragonal, Point Group 4/m (C4h ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tetragonal, Point Group 422 (D4 ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tetragonal, Point Group 42m (D2d ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tetragonal, Point Group 4mm (C4v ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Orthorhombic, Point Group mmm (D2h ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Orthorhombic, Point Group 222 (D2 ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Orthorhombic, Point Group mm2 (C2v ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Monoclinic, Point Group 2 (C2 ) Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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5 Ferroelectrics and Antiferroelectrics
Toshio Mitsui . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1 Definition of Ferroelectrics and Antiferroelectrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 Survey of Research on Ferroelectrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
903
903
904
Detailed Cont.
3.3.5 Co–Sm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.6 Mn–Al–C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4 Magnetic Oxides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4.1 Soft Magnetic Ferrites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4.2 Hard Magnetic Ferrites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1088
Detailed Contents
5.3
Classification of Ferroelectrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.1 The 72 Families of Ferroelectrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4 Physical Properties of 43 Representative Ferroelectrics . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.1 Inorganic Crystals Oxides [3.1, 2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.2 Inorganic Crystals Other Than Oxides [3.3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.3 Organic Crystals, Liquid Crystals, and Polymers [3.4] . . . . . . . . . . .
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Part 5 Special Structures
Detailed Cont.
1 Liquid Crystals
Sergei Pestov, Volkmar Vill . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1 Liquid Crystalline State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.1 Chemical Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.2 Physical Properties of Liquid Crystals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.3 Applications of Liquid Crystals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.4 List of Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.5 Conversion Factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Physical Properties of the Most Common Liquid Crystalline Substances
1.3 Physical Properties of Some Liquid Crystalline Mixtures . . . . . . . . . . . . . . . . .
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2 The Physics of Solid Surfaces
Gianfranco Chiarotti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1 The Structure of Ideal Surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.1 Diagrams of Surfaces [3.2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.2 Crystallographic Formulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Surface Reconstruction and Relaxation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1 Definitions and Notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.2 Metals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.3 Semiconductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 Electronic Structure of Surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.1 Metals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.2 Semiconductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.3 Magnetic Surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4 Surface Phonons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.1 Metals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.2 Semiconductors and Insulators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.3 Atom–Surface Potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5 The Space Charge Layer at the Surface of a Semiconductor . . . . . . . . . . . . .
2.5.1 Definitions and Notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5.2 Useful Formulas and Numerical Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5.3 Surface Conductivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6 Most Frequently Used Acronyms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Detailed Contents
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Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
About the Authors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Detailed Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Subject Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Detailed Cont.
3 Mesoscopic and Nanostructured Materials
Fabrice Charra, Susana Gota-Goldmann . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1 Introduction and Survey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1 Historical Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2 Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.3 Specific Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.4 Organization of this Chapter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Electronic Structure and Spectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1 Electronic Quantum Size Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2 Breakdown of the Momentum Conservation Rule . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3 Excitons in Quantum-Confined Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.4 Vibrational Modes and Electron–Phonon Coupling . . . . . . . . . . . .
3.2.5 Electron Transport Phenomena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 Electromagnetic Confinement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1 Nanoparticle-Doped Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.2 Periodic Electromagnetic Lattices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4 Magnetic Nanostructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4.1 Spin Electronics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4.2 Ultrahigh-Density Storage Media in Hard Disk Drives . . . . . . . . . .
3.5 Preparation Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5.1 Molecular-Beam Epitaxy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5.2 Metal-Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) . . . . . . . . . . . .
3.5.3 Lithography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5.4 Nanocrystals in Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5.5 Ex Situ Synthesis of Clusters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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