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Wissenschaftliche Mitglieder
Professoren
Dr. Rainer Anton; Dr. Douglas A. Fay; Dr. Wolfgang Hansen; Dr. Manfred Harsdorff (verstorben); Dr. Detlef Heitmann; Dr. Jürgen Kötzler; Dr. Ulrich Merkt; Dr. Kurt Scharnberg; Dr. Roland Wiesendanger
Dozent
Dr. Jens Hansen-Schmidt
Hochschulassistenten/Assistenten/wiss. Mitarbeiter
Wolf Allers; Ralf Behr; Kay Biedermann; Gernot Biese; Dr. Andreas Bock; Dr. Matthias Bode; Axel Born; Holger Burkhardt; Arne Chrestin; Dr. Nils Dieckmann; Ralph Dombrowski; Michael Dreyer; Henning Eggers; Torsten Franke; Dr. Mathias Getzlaff; Dr. Detlef Görlitz; Dr. Dirk Grundler; Frank Herrmann; Dr. Christian Heyn; Hendrik Hölscher; Stefan Krey; Thomas Kurth; Reinhard Kürsten; Dr. Dankmar Lauter; Markus Löhndorf; Martin Malang; Christian Marx; Dr. Toru Matsuyama; Dr. Markus Morgenstern; Jens Müller; Werner Naumann; Kay Nehrke; Rene Pascal; Dr. Martin Pieper; Dr. Dirk Reimer; Andreas Richter; Michael Rübenyhausen; Dr. Ralf Scharnweber; Martin Schäfer; Dr. Meinhard Schilling; Martin Schultz; Christian Schüller; Alexander Schwarz; Dr. Udo Schwarz; Stefan Seider; Kai-Olaf Subke; Andrzej Wadas; Martin Welters; Dr. Ingrid Wilke; Christian Wittneven; Christoph Zarnitz; Oliver Zwörner
Allgemeiner Überblick
Im Institut für Angewandte Physik und im Zentrum für Mikrostrukturforschung arbeiten sechs experimentelle Gruppen an grundlegenden und anwendungsorientierten Problemen der Festkörper-, Nanostruktur- und Tieftemperatur-Physik. Unterstützt wird die Arbeit der experimentellen Gruppen durch die Arbeitsgruppe "Theorie nanostrukturierter Festkörper". Durch Konzentration auf diese Gebiete ist ein reger wissenschaftlicher Gedankenaustausch innerhalb des Instituts entstanden. Mit den Physikern anderer Institute erfolgt dieser unter anderem im Rahmen des wöchentlich stattfindenden "Jungius-Kolloquiums". Die experimentellen Gruppen verfügen über ein breites Spektrum sich ergänzender apparativer Methoden, die gegenseitig genutzt werden. Sie werden bei ihren Arbeiten unterstützt durch eine Feinmechanik- und eine Elektronik-Werkstatt sowie durch die Kryotechnik.
Durch Inbetriebnahme des Hamburger Zentrums für Mikrostrukturforschung, das räumlich und personell überwiegend am Institut angesiedelt ist, wurde 1996 eine wichtige Weichenstellung für die weitere Arbeit des Instituts getroffen. Insbesondere durch den Bau eines Reinraumlabors (Staubklasse 100/1000) mit einer Fläche von ca. 120 m2 in dem ehemals als Hochspannungshalle genutzten Gebäudeteil und durch den Umbau von Laboren zu Präparationsräumen, die teilweise staubarm (Klasse 10 000) sind oder für die Aufstellung schwingungsempfindlicher Apparaturen der Rastersensormikroskopie hergerichtet wurden, hat sich das Spektrum experimenteller Möglichkeiten im Institut erheblich erweitert. Diese Einrichtungen stehen im Rahmen des Möglichen auch anderen Forschungsgruppen der Region aus Hochschule und Industrie offen und haben auch zu einem verstärkten europäischen und internationalen wissenschaftlichen Austausch geführt. Im Jahr 1996 begann auch das Graduiertenkolleg "Physik nanostrukturierter Festkörper" der DFG. Acht der insgesamt 11 bewilligten Stipendien sind am Institut angesiedelt. Inzwischen ist auch ein neuer SFB "Quantenmaterialien" eingerichtet.
Forschungsschwerpunkte
Grenz- und Oberflächenphysik
Zentrales Thema ist die Aufklärung der Elementarprozesse, die an der Kristallisation auf Oberflächen aus der Dampfphase beteiligt sind. Mit vorwiegend elektronenmikroskopischen und analytischen Methoden werden unter Ultrahochvakuumbedingungen die heterogene Keimbildung und die sich daran anschließenden Wachstumsvorgänge bis zur Ausbildung von Kristalliten und dünnen Schichten untersucht. Die Auswertung der elektronenmikroskopischen Aufnahmen erfolgt unter Einsatz moderner Bildanalyseverfahren, um objektive und reproduzierbare Daten zu erhalten. Die Ergebnisse der Untersuchungen haben große technische Bedeutung für die Verbesserung von Oberflächenbeschichtungsverfahren, die unter anderem in der Mikroelektronik verwendet werden. Zur Untersuchung der Kinetik beim Wachstum von III-V-Verbindungshalbleitern auf der Basis von Galliumarsenid (GaAs) und Aluminium-Galliumarsenid (AlGaAs) wird eine Anlage zur Molekularstrahlepitaxie (MBE) verwendet. Die Zielsetzung besteht u.a. in der Aufklärung der Elementarprozesse bei der Kristallisation der für die Halbleiterindustrie wichtigen Heterostrukturen. Der Kondensationsprozeß wird dabei in situ mit der Reflexionsbeugung von Elektronen überwacht. Diese Technik gestattet die Abscheidung von definierten Kondensaten mit hoher Genauigkeit. Es können Kondensatmengen in der Größenordnung einer zehntel Monolage gemessen werden. Weitere Untersuchungen zu Kondensationsprozessen erfolgen an Kohlenstoff (Graphit) und anderen Substraten. Hierfür wird auch die in-situ-Elektronenmikroskopie eingesetzt, mit der die Wachstumskinetik individueller Kristalle in Echtzeit beobachtet werden kann. Daraus ergeben sich wichtige Hinweise auf atomare Prozesse. Durch Rechnersimulationen werden theoretische Modelle für unterschiedliche Keimbildungsvorgänge überprüft. Die elektronenmikroskopischen Untersuchungen werden durch ein breites Spektrum oberflächenanalytischer Methoden ergänzt. Hierzu gehört die Charakterisierung der Oberflächen mit der Röntgenmikroanalyse (EDX), Röntgenfluoreszenz (RFA), Augerelektronenspektroskopie (AES), Photoelektronenspektroskopie (XPS) zur Untersuchung der elektronischen Bandstruktur kleiner Cluster und die Photolumineszenz zur Charakterisierung von Halbleiterheterostrukturen. Diese Untersuchungen sind von großer Bedeutung insbesondere auch für Grenzflächenreaktionen, die bei Metall/Halbleiter-Kontakten auftreten können.
Rastersensormethoden
Das Ziel der Forschungsaktivitäten dieser Arbeitsgruppe ist die Untersuchung sowie gezielte Manipulation von festkörperphysikalischen Eigenschaften von der Nanometer- bis hin zur atomaren Skala. Hierzu werden Rastersensormethoden eingesetzt, welche auf dem Abtasten einer Festkörperoberfläche mittels einer scharfen Sondenspitze beruhen. Das Abtasten der zu untersuchenden Festkörperoberfläche kann dabei auf einer beliebigen Wechselwirkung mit der Sondenspitze basieren; beispielsweise können elektronische, elektrostatische, magnetische, thermische oder optische Wechselwirkungsmechanismen ausgenutzt werden. Aufgrund der Schärfe der Sondenspitze können diese Wechselwirkungen sehr lokal im Nanometer- oder sogar Subnanometerbereich studiert werden. Durch zeilenweises Rastern der Sondenspitze relativ zur Festkörperoberfläche mittels piezoelektrischer Stellelemente kann schließlich eine ortsaufgelöste Messung der Sonde-Probe-Wechselwirkung erfolgen. Alternativ können Konturenkarten konstanter Wechselwirkungsstärke erhalten werden, welche die "Oberflächentopographie" im Licht der jeweiligen Wechselwirkung widerspiegeln. Da der Abstand der Sonde von der Festkörperoberfläche sehr klein gehalten wird (im sogenannten "Nahfeldbereich"), kann eine Ortsauflösung im Nanometer- bis hin zum atomaren Bereich erzielt werden. Die Ortsauflösung ist dabei im wesentlichen durch die Schärfe der Sondenspitze sowie den Sonde-Probe-Abstand bestimmt. Durch den Betrieb verschiedener Rastersensorgeräte, welche auf verschiedenen Wechselwirkungsmechanismen zwischen Sonde und Probe basieren, kann prinzipiell jede beliebige festkörperphysikalische Eigenschaft einer zu untersuchenden Probe mit einer Ortsauflösung im Nanometer- bis Subnanometerbereich gemessen werden. Die gezielte Vergrößerung der Sonde-Probe-Wechselwirkungsstärke, welche durch eine Verringerung des Sonde-Probe-Abstandes erreicht wird, kann zur lateralen Strukturierung von Festkörperoberflächen auf einer Nanometerskala ausgenutzt werden. Sogar die Manipulation einzelner Atome auf Festkörperoberflächen ist grundsätzlich möglich, so daß sich Nanostrukturen auch aus einzelnen atomaren Bausteinen synthetisieren lassen. Durch die systematische Untersuchung solcher künstlich hergestellten Nanostrukturen mittels Rastersensormethoden erhofft man sich neue Einblicke in die physikalischen Eigenschaften mikroskopischer Systeme. Potentielle Anwendungen in der Zukunft reichen von Datenspeichern extrem hoher Speicherdichte bis hin zu nanometergroßen Funktionseinheiten, welche die Aufgabe elektronischer Bauelemente übernehmen.
Supraleitung und Magnetismus
Generelles Ziel dieses experimentellen Arbeitsbereiches ist es, ein grundlegendes, von den atomaren Kenngrößen der Materialien ausgehendes Verständnis der Entstehung von Magnetismus und Supraleitung und der darauf basierenden anwendungstechnisch interessanten Eigenschaften zu erreichen. Im Bereich des Magnetismus stehen einfache Ferro- und Ferrimagnete im Vordergrund, das sind Modellsysteme, in denen die relevanten mikroskopischen Wechselwirkungen bekannt sind und eine über die klassischen mikromagnetischen Theorien hinausgehende, quantitative Beschreibung wichtiger experimenteller Phänomene angestrebt wird. Hierzu zählen insbesondere die magnetische Anfangspermeabilität und die Dynamik der Magnetisierung innerhalb von Domänen und Domänenwänden. Aufbauend auf den an kristallinen Proben gewonnenen Erkenntnissen werden zunehmend Keramiken, feine Partikel sowie amorphe metallische Schichten und dünne Filme mit Anwendungspotentialen in der Elektronik, der magnetischen Abschirmung und Transformation, Datenaufzeichnung und Sensorik, untersucht. Auf dem Gebiet der Supraleitung bilden naturgemäß die neuen Hochtemperatursupraleiter einen Forschungsschwerpunkt, der zusammen mit den Gruppen Nanostrukturphysik, Rastersensormethoden und der Theorie des Instituts bearbeitet wird. Mit der in der Arbeitsgruppe vorhandenen apparativen Ausstattung und Erfahrung kann sehr effektiv und genau den Ursachen von elektrischen Gleich- und Wechselstromverlusten in supraleitenden Kristallen, Keramiken und dünnen Filmen nachgegangen werden. Aus diesen Untersuchungen ergeben sich wichtige Hinweise zur Reduktion dieser Verluste durch entsprechende Wahl der Arbeitsparameter, wie Temperatur, Magnetfeld und Stromdichte oder durch Optimierung der Makro- und Mikrostruktur dieser Materialien, das sind Probendicken und -orientierung, Dichte von Punktdefekten, Versetzungen, Zwillingsgrenzen sowie der Kopplungsstärke zwischen den die intrinsische Supraleitung tragenden CuO2-Ebenen. Experimentell stehen diesen Vorhaben hochauflösende Verfahren zur Messung magnetischer Permeabilitäten und elektrischer Leitfähigkeit im extrem breiten Frequenzbereich zwischen weniger als einem Millihertz bis sechzig Gigahertz, also etwa 14 Dekaden, zur Verfügung. Außerdem werden die Materialien mittels statischer Größen wie Magnetisierung und Gleichstromwiderstand sowie durch Elektronen- und Kernspinresonanz, optische Submikron-Mikroskopie, Röntgen- und Neutronenbeugung charakterisiert. In einem 3He-4He-Mischungskühler werden Temperaturen bis herab zu 5/1000 Grad über dem absoluten Nullpunkt erzeugt, während in Spezialöfen Untersuchungen bei über 1000 K mit einer Genauigkeit von ca. 5/100 Grad möglich sind. Im Übergangsbereich zwischen 2 K und 300 K werden mit flüssigem Helium gekühlte Bad- und Durchflußkryostate und Kältemaschinen mit geschlossenen Gaskreisläufen eingesetzt. Mittels supraleitender Magnete und geeigneten Abschirmungen kann bei diesen Untersuchungen das äußere Magnetfeld zwischen 0,1 Mikrotesla und 14 Tesla variiert werden.
Nanostrukturphysik
Mit der Gründung des "Mikrostrukturzentrums Hamburg" am Institut für Angewandte Physik wurde die Forschungsgruppe "Nanostrukturphysik" neu eingerichtet. Der Schwerpunkt der laufenden Forschungsprojekte ist die experimentelle Erforschung der elektronischen und morphologischen Eigenschaften von Festkörpern, insbesondere von Supraleitern, Schmalbandhalbleitern und kombinierten Halbleiter/Supraleiter-Nanostrukturen. Die Gruppe Nanostrukturphysik ist auch für die Organisation und den Betrieb des Reinraumlabors verantwortlich. Sie betreut dort insbesondere den Bereich Rasterelektonenmikroskopie und Elektronenstrahllithographie.
Als Forschungsprojekte werden in lateralen Mikrostrukturen niederdimensionale Elektronensysteme auf dem Schmalbandhalbleiter Quecksilberkadmiumtellurid (HgCdTe) untersucht. Mit Blick auf technische Anwendungen ist dieser Halbleiter als Infrarotsensor interessant. Er hat aber aufgrund seiner speziellen Bandstruktur auch grundsätzliche Bedeutung für die Grundlagenforschung. Die Arbeiten haben die Erforschung des Einflusses der Bandstruktur auf die elektronischen Zustände in extrem miniaturisierten Bauelementen zum Ziel. Die Vorteile von Halbleitern im breiten Spektrum der Informationstechnologie sind physikalisch durch die Abstimmbarkeit ihrer elektronischen Eigenschaften begründet. Beispielsweise lassen sich je nach Dotierung Elektronen- oder Löcherleitung erzeugen oder die emittierte Wellenlänge von Halbleiterlasern durch die chemische Zusammensetzung und den geometrischen Aufbau variieren. Ein Problem bei immer weiter fortschreitender Miniaturisierung bereitet aber beispielsweise das Entstehen von Wärme, die immer schwieriger abgeführt werden kann und dadurch die Funktion der Elemente einschränkt.
Supraleitende Materialien, in denen beim Stromtransport keine Wärme entsteht, bieten in dieser Hinsicht einen Vorteil. Sie lassen aber insbesondere in Schaltungen aus Josephson-Kontakten auch schnellere Schaltzeiten als Halbleiterbauelemente erwarten. Deshalb werden in dieser Arbeitsgruppe auch Mikrostrukturen aus supraleitenden Metallen untersucht. Da nicht auf die herausragenden Eigenschaften der Halbleiter verzichtet werden soll, wird versucht, die spezifischen Vorteile der beiden Materialklassen in kombinierten Strukturen zu untersuchen.
Seit Entdeckung der keramischen Supraleiter im Jahr 1986 durch Müller und Bednorz werden in vielen Forschungslaboratorien weltweit Anwendungen dieser faszinierenden Materialien entwickelt. Erst mit diesen Materialien ist es möglich, elektronische Bauelemente aus Supraleitern bei der Temperatur des flüssigen Stickstoffs, der relativ preiswert zur Verfügung steht, zu betreiben. Die zu erwartenden Anwendungen reichen von der Telekommunikation über ultraschnelle Computerbausteine bis in die Medizintechnik. Speziell werden in unserer Arbeitsgruppe SQUIDs (Superconducting Quantum Interference Devices) und darauf aufbauende Magnetometer und Gradiometer entwickelt. Die SQUID-Sensoren messen Magnetfelder, die vom Gehirn oder Herzen des Menschen ausgehen und tragen so zur genaueren berührungsfreien Diagnose verschiedener Krankheiten bei. Neben SQUIDs werden Bauelemente für die Hochfrequenztechnik entwickelt.
Halbleiterphysik und Epitaktisches Wachstum
Mit der Gründung des "Mikrostrukturzentrums Hamburg" am Institut für Angewandte Physik wurden die Forschungsgruppen "Halbleiterphysik" und "Wachstum" neu aufgebaut. Im Mittelpunkt der Forschungsprojekte steht die experimentelle Erforschung der elektronischen Eigenschaften von Halbleiter- und Metallmikrostrukturen. Ein ganz wesentlicher Aspekt ist dabei die Präparation solcher Systeme mit kleinsten Dimensionen. Dabei wird in den Gruppen Heitmann und Hansen in enger Abstimmung mit anderen Gruppen am Institut die Erarbeitung und Fortentwicklung von Mikrostrukturtechnologien vorangetrieben und insbesondere die Trockenätzverfahren und die Molekularstrahlepitaxie (MBE) betreut. Es wurde eine kommerzielle MBE-Anlage zur Herstellung von Schichten aus III-V-Halbleitern in Betrieb genommen, mit der hochbewegliche, modulationsdotierte AlGaAs-GaAs Heterostrukturen sowie dotierte und undotierte Quantumwells mit verschiedenartigen Dotierungs- und Kompositionsprofilen gewachsen werden können.
Ausgehend von den oben beschriebenen Heterostrukturen werden laterale Mikrostrukturen hergestellt, z.B. Quantendrähte, Quantendots, Arrays von gekoppelten Quantendots und Antidotsysteme. Dazu werden mit Hilfe der holographischen und der Elektronenstrahl-Lithographie Masken mit lateralen Dimensionen im Nanometerbereich hergestellt und durch Plasma-, Ionenstrahl- und Naßätzverfahren auf die Systeme übertragen. Als besonderen Schwerpunkt sollen geätzte Substrate mit MBE überwachsen werden, woraus sich vielfältige Möglichkeiten für verschiedenartige Mikrostrukturen ergeben. Hauptzielsetzung der Untersuchungen ist es, durch die laterale Nanostrukturierung maßgeschneiderte physikalische Systeme zu schaffen, die besondere, vielleicht einzigartige physikalische und technologische Eigenschaften aufweisen. Diese Eigenschaften der Halbleitersysteme mit kleinsten Dimensionen sind durch quantenmechanische Effekte und Einzelelektronen-Phänomene geprägt. So ist es kürzlich gelungen, Quantendots herzustellen, die eine genau definierte kleine Anzahl von freien Elektronen enthalten und die sich somit wie künstliche Atome verhalten, deren Eigenschaften durch die Präparation gezielt eingestellt werden können. Das grundlegende Verständnis dieser Systeme soll durch spektroskopische Verfahren, wie z.B. Ferninfrarot (FIR)-Fourier Spektroskopie, Transmissions-, Absorptions-, Photolumineszenz- und Raman-Spektroskopie, erreicht werden. Diese Messungen werden durch Mikrowellen- und RF-Messungen sowie Transportmessungen an Einzelstrukturen ergänzt. Viele dieser Messungen werden bei tiefen Temperaturen und in hohen Magnetfeldern durchgeführt. Weitere Meßmethoden sind Kapazitätsmessungen, Magnetisierung, Mikrowellen- und RF-Messungen sowie Transportmessungen an Einzelstrukturen.
Laterale Silizium-MOS-Strukturen sind die dominierenden Systeme in der modernen Halbleitertechnologie. Deshalb werden auch lateral mikrostrukturierte Silizium-MOS-Systeme (MOS: metal-oxide-semiconductor) hergestellt und untersucht. Eine besondere Zielsetzung, neben den spektroskopischen Untersuchungen, stellen dabei laterale Silizium-Transistoren dar.
Für nanostrukturierte Metall-Halbleiter-Systeme werden mikrostrukturierte metallische Systeme hergestellt. In sehr kleinen metallischen Systemen tritt Coulomb-Blockade auf und der Ladungstransport erfolgt definiert steuerbar durch einzelne Elektronen. Auf der Grundlage dieses Effekts wurde die Möglichkeit einer völlig neuartigen Einzel-Elektronen-Elektronik diskutiert. Die mikrostrukturierten Metallsysteme zeigen auch ein besonderes optisches Verhalten, nämlich resonante Anregungen im sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich. Die Kombination dieser Plasmon-Polariton-artigen Resonanzen mit den Einzel-Elektronen-Effekten stellt eine interessante Herausforderung dar. Metallische Mikrostrukturen werden auch mit Halbleiternanostrukturen kombiniert. In diesem Bereich werden Rastermethoden für das Schreiben von Nanostrukturen in Photolackmasken und für die optische Nahfeld-Spektroskopie an Nanostrukturen eingesetzt. Weitere Untersuchungen beschäftigen sich mit magnetischen Nanostrukturen.
Theorie nanostrukturierter Festkörper
Der Forschungsschwerpunkt liegt auf den bei tiefen Temperaturen in der kondensierten Materie auftretenden makroskopischen Quantenphänomenen. Dazu gehört u.a. der supraleitende Zustand zahlreicher elektrisch leitender Materialien. Dieser ist gekennzeichnet durch das Verschwinden des Gleichstromwiderstands unterhalb einer gewissen Übergangstemperatur Tc. Seit im Jahre 1987 die Substanzen entdeckt wurden, deren Übergangstemperaturen oberhalb der Siedetemperatur des flüssigen Stickstoffs liegen, haben sich die Forschungsaktivitäten auf dieses auch technologisch relevante Arbeitsgebiet konzentriert. Im Mittelpunkt der theoretischen Untersuchungen steht die Frage, ob die experimentell beobachteten Eigenschaften dieser neuen Hochtemperatursupraleiter, welche sich in vieler Hinsicht von jenen konventioneller Supraleiter unterscheiden, durch geeignete Verallgemeinerung der bekannten Theorie der Supraleitung zu verstehen sind. Ziel dieser Untersuchungen ist einerseits, die Natur der Wechselwirkung aufzuklären, die zur Bildung eines supraleitenden Zustands bei vergleichsweise hohen Temperaturen führt, und andererseits, jene Eigenschaften (kritische Stromdichte, Wechselstromverluste) zu verstehen und zu verbessern, die für die technologische Anwendung von entscheidender Bedeutung sind. Aufgrund neuer experimenteller Entwicklungen sind auch konventionelle und Schwere-Fermionen Supraleiter weiterhin von großem theoretischen Interesse.
Die Arbeitsgruppe bestand bis 1991 aus einer C4-Professur, zwei C2-Professuren und einer Stelle 1/2 BAT IIa gem. § 24.3 HmbHG. Die durch Emeritierung frei gewordene Stelle C4 wurde in die Biologie verlagert, um eine Arbeitsgruppe der Max-Planck-Gesellschaft (tätig am HASYLAB) mit einer Professur auszustatten. Eine Neuzuweisung dieser C4-Professur wurde trotz Berufungsforderungen der beiden neuberufenen, experimentell arbeitenden C4-Professoren (Heitmann, Wiesendanger) aus Gründen der finanziellen Enge verweigert. Damit ist dieser Forschungsbereich soweit geschwächt, daß eine Fortführung der Theorie am Institut für Angewandte Physik nicht mehr vernünftig ist. Die beiden C2-Professuren und die Stelle 1/2 BAT IIa werden auch deshalb an das I. Institut für Theoretische Physik verlagert.
Kongreßorganisation
Wissenschaftliche Zusammenarbeit
Viele Forschungsprojekte des Instituts wurden in Zusammenarbeit mit anderen Universitäten und außeruniversitären Forschungseinrichtungen durchgeführt; zu diesen gehören:
Anwendung in der Praxis
Im Institut werden eine Reihe von Meßverfahren und Technologien entwickelt und/oder angewandt, bei denen eine Zusammenarbeit mit folgenden Hamburger und auswärtigen Firmen besteht:
Technische Ausstattung
Die experimentellen Arbeitsgruppen des Instituts konnten größtenteils durch Einwerbung von Drittmitteln ihre apparative Ausstattung auf dem modernen und hochwertigen Stand halten, der für konkurrenzfähige physikalische Forschung unerläßlich ist. Dies gilt vor allem für die Herstellung von Mikrostrukturen, die Oberflächenpräparation, die Hochvakuum- und Tieftemperaturtechnik sowie für die gesamte Meßtechnik mit der Hochfrequenz-, Mikrowellen-, Infrarot-, optischen-, Laser-, Röntgen- und Elektronen-Spektroskopie sowie Magnetometrie und Elektronenmikroskopie.
Ausstattungsmängel
Der technischen Ausstattung stehen rückläufige Haushaltsmittel (Z71) gegenüber, die wegen stetiger und überdurchschnittlicher Preissteigerungen bei wissenschaftlichen Geräten, Materialien und Literatur sich real sehr drastisch auswirken. Ohne die erheblichen Zuwendungen - auch bei den Verbrauchsmitteln und Kleingeräten - von dritter Seite könnte die anerkannt hohe Qualität der Forschung (wesentliche Beteiligung am Graduiertenkolleg "Physik nanostrukturierter Festkörper" und am geplanten Sonderforschungsbereich "Quantenmaterialien") und auch die Quantität der Ausbildung nicht gehalten werden.
Große Schwierigkeiten haben im Hinblick auf eine auch von den Drittmittelgebern gewünschte Kontinuität bei der Planung und Durchführung von Forschungsvorhaben die beträchtlichen und kurzfristig erfolgten Stellensperrungen und -abzüge verursacht. Hierdurch ging oft langjährig erarbeitetes, wissenschaftliches und technisches know-how verloren. Im SFB "Quantenmaterialien" müssen solche Eingriffe in die personelle Grundausstattung vermieden werden. Die Einwerbung weiterer Drittmittel wird dadurch begrenzt, daß die von den Drittmittelgebern geforderte anteilmäßige Grundausstattung aufgrund gekürzter Etats nicht vorhanden ist.
Drittmittel 1996
| Fördereinrichtung | Betrag |
| div. | 3.000.000 |
| Gesamtförderung | 3.000.000 |
Forschungsprojekte
| 12.040.01 | Zeitaufgelöste in-situ Elektronenmikroskopie |
| 12.040.02 | Kinetik des Kristallwachstums bei der heterogenen Kondensation von Metallegierungen aus dem Dampf |
| 12.040.03 | In-situ-TEM-Untersuchungen von katalytischen Prozessen an bimetallischen Legierungsteilchen auf Kohlenstoff- und SiO2-Substraten |
| 12.040.04 | Ionen-gestützte Verfahren zur Modifizierung von Oberflächen und zur Herstellung dünner Schichten |
| 12.040.05 | Raman- und Mikro-Raman-Spektroskopie an verschieden dotierten Hochtemperatursupraleitern |
| 12.040.06 | Mikro-Raman-Spektroskopie und Raster-Laser-Mikroskopie an Bauelementen aus YBa2Cn3O7 |
| 12.040.07 | Präparation und Spektroskopie an supraleitenden Mikrostrukturen |
| 12.040.08 | Elektronische Eigenschaften von niedrig-dimensionalen Halbleiterstrukturen (Electronic properties of lowdimensional semiconductor structures) |
| 12.040.09 | Spin in Halbleiter-Mikrostrukturen (Spin in Semiconductor Microstructures) |
| 12.040.10 | Fern- und Nahfeldspektroskopie von metallischen Mikrostrukturen |
| 12.040.11 | Chemisch unterstütztes in-situ Ionenstrahlätzen und MBE-Überwachsen zur Realisierung von GaAs/AlGaAs Quantendrähten, Quantenpunkten und Quantenringen |
| 12.040.12 | Dynamische Anregungen in gekoppelten Quantendrähten und -punkten |
| 12.040.13 | Magneto-Ramanspektroskopie an niederdimensionalen Elektronensystemen in GaAs-AlGaAs Heterostrukturen zur Untersuchung von Vielteilchenwechselwirkung |
| 12.040.14 | Optische Eigenschaften und kohärente Prozesse in AlGaAs-GaAs-Quantendrähten |
| 12.040.15 | Präparation und Ramanspektroskopie von feldeffektinduzierten GaAs-AlGaAs Nanostrukturen |
| 12.040.16 | Herstellung und Charakterisierung magnetischer Nanostrukturen |
| 12.040.17 | Hochauflösende Kapazitätsspektroskopie an Quantendrähten und -punkten |
| 12.040.18 | Molekularstrahlepitaxie von niedrigdimensionalen Systemen (Teilgebiet des Graduiertenkoleggs "Nanostrukturierte Festkörper") |
| 12.040.19 | Charakterisierung von kristallinen Oberflächen mit Elektronen - und Rastersondenmikroskopischen Methoden |
| 12.040.20 | Untersuchungen von Metall-Halbleiter-Kontakten |
| 12.040.21 | Untersuchung der Elementarprozesse beim Wachstum von Verbindungshalbleiterschichten |
| 12.040.22 | Magnetisierungsdynamik quasi-isotroper Ferromagnete unterhalb der Curie-Temperatur |
| 12.040.23 | Elektrische Leitfähigkeit quasi-eindimensionaler einkristalliner Metallfäden |
| 12.040.24 | Kritische Stromdichten in Hochtemperatur- Supraleitern |
| 12.040.25 | Elektrische Leitfähigkeit quasi-eindimensionaler einkristalliner Metallfäden |
| 12.040.26 | Dynamik von Domänenwänden in uniaxialen Ferromagneten |
| 12.040.27 | Mikrowellen-Impedanz dünner Hochtemperatur-Supraleiter-Filme |
| 12.040.28 | Ursachen des kolossalen Magnetowiderstandes in Manganoxid-Perovskiten |
| 12.040.29 | Dynamische Leitfähigkeit des Schicht-Hochtemperatur-Supraleiters Bi-2212: 2-dimensionale Fluktuationen und Vortexgas-Effekte |
| 12.040.30 | Einfluß kolumnarer und intrinsischer Defekte im Hochtemperatur-Supraleiter YBa2Cu3O3 auf die dynamische Leitfähigkeit in Gegenwart von Magnetfeldern |
| 12.040.31 | Bahnberechnung für Ladungsträger in elektrischen Feldern auf dem PC |
| 12.040.32 | Nulldimensionale Elektronensysteme auf Schmalbandhalbleitern - Einfluß der Elektron-Elektron-Wechselwirkung und der Bandstruktur |
| 12.040.33 | Präparation von Halbleiter-Supraleiter-Mikrostrukturen und Untersuchung der Wechselwirkung ihrer Elektronensysteme |
| 12.040.34 | Optimierung dünner, mit Laserablation hergestellter Schichten aus keramischen Hochtemperatur-Supraleitern zum Einsatz in rauscharmen SQUIDs und integrierten Magnetometern für die Medizintechnik |
| 12.040.35 | Josephsonkontakte aus Hochtemperatur-Supraleitern |
| 12.040.36 | Untersuchung der elektronischen Zustände in gegateten Supergittern aus dem Materialsystem HgTe/CdTe |
| 12.040.37 | Mehrkanal-Magnetokardiographie mit SQUIDs aus Hochtemperatur-Supraleitern |
| 12.040.38 | Ramanspektroskopie an Spin-Anregungen der Hochtemperatursupraleiter und ihrem antiferromagnetischen Vorphasen |
| 12.040.39 | Ursachen des kolossalen Magnetowiderstandes in Manganoxid-Perovskiten |
| 12.040.40 | Kernspinresonanzuntersuchungen der Spindynamik korrelierter Elektronen |
| 12.040.41 | Kernmagnetische Resonanz in magnetisch geordneten Systemen zur Untersuchung der Spindynamik |
| 12.040.42 | Lokale Modifikation magnetischer Strukturen und Ladungsdichteverteilungen mittels Rastersondenverfahren unter Umgebungsbedingungen |
| 12.040.43 | Temperaturabhängige Mikrocharakterisierung von Halbleiteroberflächen |
| 12.040.44 | Nanomagnetische Eigenschaften werden erforscht von New Magnetic-Sensitive Local Probe Techniques (Nanomagnetic Properties Investigated by New Magnetic-Sensitive Local Probe Techniques) |
| 12.040.45 | Untersuchung einer Korrelation zwischen Nanostruktur und nanomagnetischen Eigenschaften in den Anfangsstadien des Wachstums dünner magnetischer Übergangsmetallschichten |
| 12.040.46 | Elementspezifische Abbildung von mehrkomponentigen Metalloberflächen auf der Nanometer- und atomaren Skala mittels Rastertunnelspektroskopie |
| 12.040.47 | Mikromagnetische Charakterisierung dünner Filme und Multilagen mittels Magnetkraft- und nahfeldoptischer Mikroskopie |
| 12.040.48 | Untersuchung von Mikrostruktur-Wirkungsbeziehungen hautpflegender und selbstklebender Produkte mittels Kryo-Rasterkraftmikroskopie und quantitativer Elastizitätsmikroskopie |
| 12.040.49 | Untersuchung der Nanostruktur und nanomagnetischer Eigenschaften mittels Ultrahochvakuum - Magnetkraft - Mikroskopie |
| 12.040.50 | Magnetspin - sensitive Rastertunnelmikroskopie und -spektroskopie mit ferromagnetischen Sonden |
| 12.040.51 | Simulationsrechnungen zu Kontrastmechanismen in der Rastersensormikroskopie |
| 12.040.52 | Nanotribologische Untersuchungen an verschiedenen Kohlenstoff-Formen und Verbindungen |
| 12.040.53 | Nanostrukturierung und Charakterisierung von magnetischen Materialien |
| 12.040.54 | Zeitaufgelöste Terahertztransmissions- und Emissionsspektroskopie |
Wissenschaftliche Einrichtungen
