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Institut für Physik

G16

Universitätsplatz 2

39106 Magdeburg

Tel.:+49 391 6758674

Fax:+49 391 6748108

Profil • Service • Ausstattung

Forschungsprofil

1. Abteilung Festkörperphysik
  • Physikalische Eigenschaften der kondensierten Materie, insbesondere kristalliner Halbleiter
  • Halbleiter-Nanostrukturen: Strukturelle, elektronische, elektrische und optische Eigenschaften von Quantum Wells, Quantum Wires, Quantum Dots sowie Nano-Rods
  • Physik der "wide-bandgap"-Halbleiter für Optoelektronik im Grünen, Blauen und UV: die Gruppe-III-Nitride (GaN, AIN, InN sowie deren ternäre Mischkristalle) sowie Metalloxide (ZnO, MgO, CdO und deren Mischkristalle)
  • Untersuchung von konventionellen III-V-Verbindungshalbleitern (GaAs, InP und deren ternären und quaternären Mischkristallen)
  • Untersuchung von Ordnungsphänomenen und Phasenseparation in ternären und quaternären Verbindungshalbleitern (GaAsP, GaInP, AlGaInP, … )
  • Mikro-/Nano-Charakterisierung der Grenzflächen von Halbleiter-Heterostrukturen
  • "Quantum Confinement" für Photonen: "micro-cavities" und "photonic bandgap materials"
  • Licht-Materie-Wechselwirkung, polaritonische Effekte
  • Charakterisierung von Halbleiterbauelementen (Transistoren, Detektoren, Sensoren, Lumineszenzdioden, Laserdioden)
  • Entwicklung neuartiger, hochauflösender bildgebender Messverfahren und Methoden mit submikroskopischer Ortsauflösung (z.B. Tieftemperatur-Raster-Kathodolumineszenz-Mikroskopie im SEM und (S)TEM, Raster-Mikro-Photolumineszenz/PLE, Raster-Mikro-Elektrolumineszenzspektroskopie)

2. Abteilung Halbleiterepitaxie
  • Wachstum von Gruppe-III-Nitriden auf Silizium- und Saphirsubstraten mittels metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOVPE, MOCVD) für Bauelementanwendungen
  • Wachstum von nicht- und semipolaren Gruppe-III-Nitriden, Wachstum von polarisationsreduzierten c-planaren MQWs
  • Einsatz von in-situ Methoden in der MOCVD für grundlegende Wachstumsuntersuchungen und bessere Wachstumskontrolle
  • Untersuchung der wachstumskorrelierten Eigenschaften niederdimensionaler Halbleiter, im speziellen des Einflusses kinetischer und thermodynamischer Faktoren während der Heteroepitaxie von hoch verspannten Systemen wie AlInN/GaN
  • Nitrid-basierte Bragg- und VCSEL-Strukturen für Einzelphotonenemitter
  • Strukturelle Untersuchung von Schichten und Schichtsystemen mittels konventioneller und hochauflösender Röntgenmethoden, ortsauflösende Röntgenbeugung < 10  Mikrometer, reciprocal space maps, Spannungs- und Kompositionsanalyse, Texturanalyse, Pulverdiffraktometrie mit Hochtemperaturzusatz, Kleinwinkelstreuung, Grazing incidence Diffraktometrie, reflektive und diffuse Röntgenstreuung, Röntgenfluoreszenzanalyse, Korrelation der strukturellen Daten mit den optischen und elektrischen Eigenschaften
  • Nachweis und dynamische Eigenschaften von tiefen Störstellen in undotiertem, hochohmigen GaN
  • Elektrische und photoelektrische Störstellenspektroskopie und Untersuchungen zu Transporteigenschaften in Halbleiterstrukturen und deren Grenzflächen
  • Untersuchungen von Gruppe-III-Nitrid/Elektrolyt-Grenzflächen
  • Herstellung und Charakterisierung von Halbleiterbauelementen (Detektoren, Sensoren, Leuchtdioden, etc.) auf der Basis von epitaktischen Halbleiterschichtstrukturen
  • Enge Kooperation mit Industrieunternehmen (OSRAM OS, LayTec GmbH)

3. Abteilung Materialphysik
  • Optische, elektronische und Bandstruktureigenschaften von Halbleitern und niederdimensionalen Heterostrukturen (Nitride, Arsenide, Metalloxide, Chalkopyrithalbleiter) zur Anwendung in Photonik, Optoelektronik und Photovoltaik
  • Ellipsometrie zur Bestimmung der dielektrischen Funktion vom infraroten bis in den vakuumultravioletten Spektralbereich
  • Absorptionsverhalten unter dem Einfluss von Vielteilcheneffekten: Exzitonen und korrelierte zweidimensionale Elektronen- und Löchergase
  • Elektrooptische Effekte: Hochauflösende Modulationsspektroskopie an Verbindungshalbleitern
  • Hochauflösende Photolumineszenz-Spektroskopie auch unter Einfluss externer Felder zur Bestimmung intrinsischer und extrinischer Eigenschaften von Halbleitern mit großer Bandlücke
  • Einsatz von Synchrotronstrahlung in der Halbleiterforschung: Kopplung von Ellipsometrie mit hochauflösender Photolumineszenz-Anregungsspektroskopie im ultravioletten Spektralbereich
  • Auger- und Photoelektronenspektroskopie zur Analyse von Festkörperoberflächen
  • Theoretische Beschreibung mikrostruktureller Instabilitäten infolge von Phasenübergängen und Grenzflächenbewegung einschließlich Keimbildung
  • Einfluss von Punktdefekten, Versetzungen und anderen strukturellen Gitterdefekten auf die physikalischen Eigenschaften von Schicht- und Grenzflächensystemen in Metall- und Halbleitermaterialien
  • Entwicklung heuristischer Methoden zum Packen ungleicher Körper in Containern, Implementierung effizienter paralleler Algorithmen für Packungsprobleme (GPUs)

4. Abteilung Nichtlineare Phänomene
  • Nichtlineare Dynamik und spontane Musterbildung
    • Deterministisch und stochastisch getriebene dissipative Systeme, Modellierung und Simulation
    • Texturen unkonventioneller flüssigkristalliner Phasen
  • Musterbildung in granularen Materialien (Röntgen- und Magnetresonanztomographie), Experimente zur Segregation und Konvektion in granularen Mischungen
  • Anisotrope Granulate (Röntgentomographie und MR-Tomographie), Scherinduzierte Ordnung, Fließverhalten, Packung, Silofluss
  • Granulare Gase (Experimente unter Mikrogravitationsbedingungen), Statistische Charakterisierung, Modellierung
  • Strukturaufklärung neuer ferroelektrischer und antiferroelektrischer flüssiger Phasen (Polarisationsmikroskopie, Second harmonics generation, optische Pinzette)
    • Elektrooptik und nichtlineare Optik flüssigkristalliner Phasen
    • Aufklärung der Wechselbeziehungen zwischen molekularer Struktur und Phasensymmetrie
    • Nichtlineares Schalten
  • Freitragende flüssige Filme und flüssige Filamente (Polarisationsmikroskopie, Hochgeschwindigkeitsfotographie)
    • Optische und elektrische Eigenschaften smektischer Filme
    • Oberflächen- und Grenzflächeneffekte
    • Fließverhalten von flüssigen Membranen
    • Dynamik des Reißens flüssiger Filme
    • Schäume, Dynamik, Struktur und Alterung
  • Ferrofluide und magnetisch dotierte Flüssigkeiten
  • Flüssigkristalline Suspensionen (elektrooptisches Schalten, Lichtstreuung, Polarisationsmikroskopie)
  • Photosynthese und Musterbildung in Chara-Algen
  • Aktive Materie (biologische Systeme und aktive Granulate)

5. Abteilung Biomedizinische Magnetresonanz
  • Entwicklung neuer Methoden zur Magnetresonanzbildgebung (MRT) und -spektroskopie (MRS)
  • Höchstfeld (7T) MR-Bildgebung an Menschen
  • Erfassung und Modifikation/Optimierung der MR-Messbedingungen in Echtzeit
    • prospektive Korrektur von Patientenbewegung
    • dynamische Korrektur der Magnetfeldhomogenität
  • Erfassung und Korrektur von Bewegungseffekten höherer Ordnung (nichtlineare Abbildung)
  • Höchstaufgelöste anatomische Bildgebung und Angiographie
  • Rekonstruktion von (unvollständigen) MR Daten unter Berücksichtigung von Vorwissen (Graduiertenschule MEMoRIAL)[/li9
  • Messung und Darstellung zeitaufgelöster 3-dimensionaler Strömungsprofile in vivo und in technischen Systemen
  • Entwicklung von Methoden für bildgeführte minimalinvasive Interventionen im MRT (Forschungscampus STIMULATE)
    • Adaptive Schichtführung entlang des Interventionsinstrumentes
    • Echtzeitbildgebung
    • Verbesserter Zugang zum Patienten, HF-Spulen
  • Grundlagen der Signal- und Kontrastgeneration im MR
  • Technische und neurowissenschaftliche Anwendungen der Magnetresonanztomographie
    • Gehirnaktivierungsmessungen
    • Hochaufgelöste MR-Bildgebung

6. Abteilung Weiche Materie
  • Fundamentale Aspekte in der Kavitation
    • Blasendynamik und Jetbildung von Einzelblasen
    • Wandschubspannung und Reinigung
    • Fragmentation von Tropfen durch Kavitation
    • Blasendynamik im Gewebephantom inklusiver der Erzeugung und Ausbreitung von Scherwellen
  • Nanoblasen auf Oberflächen und in Flüssigkeiten
    • Wie entstehen die Blasen?
    • Warum sind die Blasen diffusionsstabil?
    • Dynamik der Blasen bei akustischen Anregungen und in Scherströmungen
  • Akustik
    • Entwicklung eines diagnostischen Scanners, bei dem die Strahlformung (beamforming) durch zeitinvertierte Akustik generiert wird
    • TRA Massenflussmessungen in Mehrphasenströmungen
    • Intensive lasergenerierte Photoakustik zur Stimulation von Zellen
  • Untersuchung eines neuen Regimes beim Kochen durch Einzelblasen
    • Analyse der Strömungen und des Wärmetransportes im oscillate boiling Regime
    • Scale-up Problematiken: Wechselwirkungen zwischen Blasen und aktive Kontrolle

7. Abteilung Theorie der kondensierten Materie
  • Quanten-Vielteilchenphysik in Halbleiter-Quantenpunkten 
  • Quantenoptik in Halbleiter-Quantenpunkten 
  • Nicht-Hermitesche Effekte und Exzeptionelle Punkte in Nano- und Mikrostrukturen 
  • Optische Mikroresonatoren und Quantenchaos 
  • Quasikristalline Systeme

8. Abteilung Computerorientierte Theoretische Physik
  • Serielle und parallele Algorithmen für die statistische Physik 
  • Statistische Mechanik und Komplexitätstheorie 
  • Dreidimensionale gerichtete Erstarrung 
  • Elastische Effekte im Kristallwachstum 
  • Nichtlokale Amplitudengleichungen 
  • Elastizität und Plastizität amorpher Monolayer auf Wasser 
  • Kristallwachstum durch Stufenbewegung 
  • Reaktions-Diffusions-Systeme mit elektrischem Feld 
  • Elektrodeposition

9. Abteilung Theorie der kondensierten Materie II (Prof. J. Richter im Ruhestand)
  • Ladungs- und Spinanregungen in Halbleitern
  • Quantenphasenübergänge in magnetischen Systemen
  • Frustrationseffekte in Quantenspinsystemen Magnetokalorischer Effekt in Quantenspinsystemen
  • Magnetische Moleküle und Nanomagnetismus
  • Oberflächenstrukturen von Ferrofluiden

Serviceangebot

Beratung und Unterstützung
Gutachten

Geräte/Ausrüstungen