(*Dieser Text wurde 1997 von den Mitgliedern des Instituts als Beitrag zur
Fakultätsbroschüre erstellt.)
Physik und Technologie neuartiger Festkörper
Forschungsprofil
Die Forschungsarbeiten am II. Physikalischen Institut sind auf die Physik der kondensierten
Materie ausgerichtet. Aufgrund der großen Anwendungsrelevanz der
festkörperphysikalischen Grundlagenforschung gewinnt die Forschung und Lehre in diesem
Bereich der Physik stetig an Bedeutung. Immer mehr Gebrauchsgegenstände des täglichen
Lebens basieren auf den physikalischen Grundlagen und den speziellen mechanischen,
elektrischen, magnetischen oder optischen Eigenschaften fester Körper. Der heutigen
festkörperphysikalischen Grundlagenforschung kommt die wichtige Aufgabe zu, die Basis
für zukünftige Technologien, innovative Materialsysteme und damit neue Produkte zu
schaffen. Als Beispiele sollen hier Mikroelektronik- und Kommunikationssysteme, aber auch
neuartige, ökologische und ökonomisch wichtige Materialien erwähnt werden.
Forschungsschwerpunkte
Die Forschungsarbeiten am II. Physikalischen Institut konzentrieren sich auf die
physikalischen Grundlagen, die Herstellung die physikalische Charakterisierung neuartiger
Materialsysteme (z. B. supraleitende, ferroelektrische und ferromagnetische Oxide,
Clustermaterie, künstliche Dielektrika, Funktionskeramiken, intermetallische Verbindungen
oder organische Materialsysteme). Bei der Materialherstellung werden dabei modernste
Methoden der Dünnschichttechnologie (z. B. Laser-Molekularstrahlepitaxie, Cluster-Quellen)
eingesetzt. Die physikalischen Eigenschaften der hergestellten Materialien werden unter
extremen Bedingungen (tiefe Temperaturen, hohe Magnetfelder, großer Druck, hohe
Frequenzen) analysiert. Im Bereich der Grundlagenforschung betreffen die zentralen
wissenschaftlichen Fragestellungen die Änderung der physikalischen Eigenschaften bei
Reduzierung der räumlichen Dimension (niedrigdimensionale und mesoskopische Systeme)
und den Zusammenhang zwischen Struktur, Supraleitung, Magnetismus und Transport in
Materialien mit stark korrelierten Elektronen. Unsere Forschungsarbeiten dienen neben der
Erforschung der physikalischen Grundlagen neuartiger Materialsysteme auch deren
Entwicklung und Verbesserung im Hinblick auf ihren technischen Einsatz. In diesem
anwendungsbezogenen Bereich konzentrieren sich unsere Arbeiten auf die Entwicklung
neuartiger elektrischer Bauelemente wie supraleitender Transistoren oder Quanteneffekt-Bauelemente,
organischer Leiter und Hochfrequenzabsorber, die bis hin zur
Produktentwicklung erforscht und entwickelt werden.
Ausstattung
Das II. Physikalische Institut verfügt über modernste Apparaturen zur Herstellung
neuartiger Materialsysteme und elektronischer Bauelemente sowie deren Charakterisierung mittels
Strukturanalyse, spektroskopischer Methoden und Transportexperimenten bei extremen
Bedingungen (tiefe und hohe Temperaturen, hohe Magnetfelder, hoher Druck, hohe
Frequenzen). Als zentrale Einrichtungen stehen ein Heliumverflüssiger,
ein Dünnschichtlabor und ein Reinstraum zur
Herstellung von elektronischen Bauelementen und nanostrukturierten Materialien zur
Verfügung.
Perspektiven und Verknüpfungen
Die Forschungsarbeiten am II. Physikalischen Institut werden stark im Rahmen des
Sonderforschungsbereichs 341 (Physik mesoskopischer und niedrigdimensionaler
metallischer Systeme), durch mehrere BMBF-Verbundprojekte, aber auch durch Förderung
aus der Industrie sowie durch Einzelverfahren der DFG und der VW-Stiftung gefördert. Bei
der anwendungsbezogenen Forschung bestehen enge Kooperationen mit
Großforschungseinrichtungen und Industriepartnern (Siemens AG, Daimler-Benz AG, IBM,
Bayer AG, Bosch AG, FRANKONIA GmbH, Zipperling, Cerasiv-Dynamit Nobel Hewlett-Packard).