Festkörperphysik [Gebundene Ausgabe]

Es ist wohl nicht untertrieben, diesen Klassiker als das Standardwerk der Festkörperphysik zu bezeichnen. Obwohl die Originalauflage schon fast 30 Jahre alt ist, bietet dieses Buch wie kein anderes eine leicht verständliche und erschöpfende Einführung. Die Konzepte sind jederzeit nachvollziehbar, und Näherungen werden (dies finde ich in der FK besonders wichtig!) ausführlich diskutiert. Der Text ist klar und bisweilen auch witzig geschrieben. Das Niveau ist höher als z.B. im Buch von Kittel, aber weniger theoretisch und dicht als etwa Ibach/Lüth. Im Hinblick auf eine Vorlesung lassen sich ohne weiteres auch Kapitel überspringen. Als einzigen Einwand sollte ich erwähnen, dass neuere Forschungsgebiete wie Halbleiter-Heterostrukturen (gar nicht) und Supraleitung (nur ein Überblick) untervertreten sind.

Die deutsche Ausgabe ist in der 1. Auflage und beinhaltet einige Druckfehler, die aber nirgends dem Verständnis im Wege stehen. Dafür glänzt sie durch ein angenehmes Layout und unbeschichtetes Papier, so dass einem das Markieren leicht gemacht wird.

Der Ashcroft/Mermin ist wohl eines der Standardwerke zum Thema Festkörperphysik. Kein Thema das nicht behandelt wird. Allerding wird es dadurch in manchen Bereichen fast schon zu viel. Hilfreich wäre es, wenn wichtig Stellen gekennzeichnet würden. In der vorliegenden Form verliert man einfach zu schnell die Übersicht. Besser ist in der Hinsicht Kopitzkis "Festkörperphysik", der sozusagen die Quintessenz von Ashcroft/Mermin bildet. Dieser Kommentar soll keine Abwertung von Ashcroft/Mermins Buch darstellen. Im Gegenteil: Wer sich ausführlich mit diesem Thema beschäftigen will kommt um dieses Buch nicht herum! In Verbindung mit Kopitzkis "Festkörperphysik" ist man gegen alle Eventualitäten gewappnet. Noch ein kleiner Hinweis: Die erste ins Deutsch übersetzte Auflage enthält noch einige Fehler!

Festkörperphysik von Neil W. Ashcroft und David N. Mermin ist neben dem Buch Einführung in die Festkörperphysik von Charles Kittel DAS Einführungswerk im Bereich der Festkörperphysik.
Die Herangehensweise in beiden Büchern ist allerdings sehr unterschiedlich. Während Kittel zunächst auf Kristallstruktur und Millersche Indizes abfährt um dann Röntgenbeugung und danach Bindungstypen, Phononen zu beschreiben und erst später dann auf das Fermi-Modell freier Elektronen und ähnliches eingeht, haben Ashcroft und Mermin einen deutlich anderen Ansatz gewählt.
Sie starten zunächst beim klassischen Drude-Modell und dem Sommerfeldschen-Modell der quasi freien Ladungsträger in Metallen um nach dieser kurzen Einführung auf Kristallstrukturen einzugehen. Hier wählen sie eine deutlich sanftere und ausführlichere Herangehensweise als Kittel. Dessen Beschreibung wird - wer beide Bücher kennt, weiss sofort was gemeint ist - von Ashcroft und Mermin ironisch als "Das Pferd vom Schwanz aufgezäumt" bezeichnet. Danach widmen sich die Autoren sehr ausführlich verschiedener Methoden zur quantenmechanischen Beschreibung des Verhaltens von Elektronen in Festkörpern und den Fermi-Flächen. Erst nach einer sehr gründlichen Beschreibung der Theorie der Elektronen widmen sie sich Effekten wie Gitterschwingungen, dem harmonischen Kristall und der anharmonischen Näherung. Erst gegen Ende des Buches werden dann Halbleiter, Effekte wie Dia- und Paramagnetismus und Supraleitung behandelt.
Insgesamt ist das Buch sehr ausführlich und systematisch. Besonders beeindruckt dabei die Ehrlichkeit mit der Ashcroft und Mermin auf die Fehler, Schwächen und Grenzen einiger Beschreibungen oder theoretischer Konstrukte hinweisen. Das Aufzeigen der Grenzen des jeweiligen Modells zur Beschreibung von Festkörpern findet immer wieder in ganzen Teilkapiteln statt (z.T. sogar ganze Kapitel) und ist ein sehr guter Wegweiser um zum Einen diese Grenzen kennen zu lernen und zum Anderen das eigene Verständnis der Thematik zu prüfen. Auch mit einigen scherzhaften Bemerkungen und Seitenhieben (wie der auf Charles Kittel) halten sich die Autoren nicht zurück, was das Lesen zwischendurch immer wieder etwas auflockert. Sehr positiv fällt auch auf, wie klar die Autoren am jeweiligen Kapitelanfang die jeweiligen Ziele und Inhalte des Kapitels umreißen, so dass man beim Abschnittsweisen Bearbeiten sehr schnell klar wird, was im jeweiligen Kapitel zu finden ist und was nicht. Durch die Länge des Buches (immerhin 964 Seiten ohne oder 1016 Seiten mit Anhängen) ist es den Autoren möglich die meisten Grundlagen der Festkörperphysik recht ausführlich zu behandeln.
Eine Schwäche ist aber das Kapitel zur Supraleitung. Während man für eine Diplomprüfung nach Durcharbeiten in fast allen Bereichen der Festkörperphysik gut gewappnet ist, trifft dies im Bereich der Supraleitung nicht zu. Hier ist auf jeden Fall Ergänzungsliteratur notwendig.
Wer Wert auf Kürze legt ist sicher mit dem Werk von Charles Kittel besser beraten. Wer aber eine gründliche und sehr systematische Herangehensweise sucht, wird sicher mit dem Buch von Ashcroft und Mermin glücklicher. Dabei ist wichtig zu beachten, dass die 3. Auflage des Buches von Satz, Stil und Korrektheit der 2. Auflage um Meilen voraus ist. (Ähnliches gilt übrigens auch für die 14. Auflage des Buches von Charles Kittel. Das Buch hat deutlich an Umfang zugenommen und die Verständlichkeit wurde um Welten verbessert.)
Als Ergänzung im Bereich der Quantenmechanik der Festkörper empfiehlt sich davon abgesehen wärmsten das Buch Quantum Theory of Solids" von Charles Kittel, das seltsamerweise aus den Basis-Vorlesungen zur Festkörperphysik eher unbekannt ist.