1. Physik der kondensierten Materie

Vorsitz: Prof. Laura Heyderman, Prof. Henrik Rønnow

 

Diese Sektion bringt Wissenschaftler zusammen, die neuartige Eigenschaften von Kondensierter Materie erforschen. Eine Vielzahl von experimentellen und theoretischen Methoden werden eingesetzt, um neue Materialien zu kreieren und deren Eigenschaften zu charakterisieren und zu verstehen.

Die so gewonnenen Erkenntnisse über den strukturellen Aufbau der Materialien auf atomarer Ebene, und deren elektronische, magnetische und mikroskopische Eigenschaften lassen Rückschlüsse über ihr Verhalten auf verschiedenen Zeitskalen zu.

Es gibt eine Vielfalt von Eigenschaften, wie z.B. Leitfähigkeit (Supraleitung), magnetische Ordnung, ferroelektrische (multiferroische) Polarisation, elastische und optische Eigenschaften, die äußerst nützlich sind in technologischen Anwendungen, welche auch im täglichen Leben eine wichtige Rolle spielen.

Die Physik der Kondensierten Materie ist sehr weit gefasst und beinhaltet z.B. Halbleiter, Supraleiter, Oberflächen, Grenzflächen, und (Multi-)Ferroika, welche jeweils in unterschiedlichen Systemen existieren, z.B. Metallen, Keramiken, Nano-Strukturen und Nano-Materialien.

Dementsprechend breit gestreut und teilweise hochkomplex sind die verwendeten Untersuchungsmethoden. Experimente werden sowohl in Großforschungsanlagen als auch im Labor durchgeführt und häufig von theoretischen Arbeiten unterstützt.

 

[1] Durch das gezielte Umsetzen von Xenon Atomen in den periodisch angeordneten Quantentöpfen eines Oberflächennetzwerkes werden kontrolliert unterschiedliche Quantenzustände erzeugt. Diese Forschungsexperimente auf der Nanometerskala stellen ein Analogon zum Steckbrett für die Elektronikentwicklung dar: Ein futuristisches Quantensteckbrett für zukünftige Quantentechnologien.
[2] Zuginduzierte ferroelektrische Domänen in einer 50x50 µm2 dünnen Schicht aus SrMnO3, abgebildet mit elektrostatischer Kraftmikroskopie.
[3] Dreidimensionale Nanostruktur, hergestellt mit Laserlithographie und abgebildet mit Synchrotron-Röntgen-Tomographie.
[4] Chirale magnetische Skyrmionen (rechts) nahe Raumtemperatur, beobachtet mit Neutronenstreuung (links).

Bildnachweis:
[1] S. Nowakowska et al., Small 12, 3757 (2016)
[2] C. Becher et al., Nature Nanotechnology 10, 661 (2015)
[3] C. Donnelly et al., Phys. Rev. Lett. 114, 115501 (2015)
[4] Y. Tokunaga et al., Nat. Commun. 6, 7638 (2015)