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Zwischen reiner Wissenschaft und praktischer Technik

75 Jahre Institut für Angewandte Physik


[Institut für Angewandte Physik]

Institut für Angewandte Physik
Nach der theoretischen Vorhersage der elektromagnetischen Wellen durch James C. Maxwell um 1864 und deren Nachweis durch Heinrich Hertz im Jahre 1888 war das physikalische Fundament der Funktechnik gelegt. Die Erfindung der Elektronenröhren um 1906 erweiterte die Möglichkeiten für Erzeugung und Empfang elektromagnetischer Wellen erheblich. Hochfrequenztechnik und Elektronik wurden Forschungsgebiete hoher Aktualität des Faches »Angewandte Physik«.

Auf diesen Gebieten arbeitete Hans Georg Möller (1882-1967). Er wurde 1920 auf eine Außerplanmäßige Professur für Angewandte Physik an der Universität Hamburg berufen und mit der nebenamtlichen Leitung der »Abteilung für Drahtlose Telegraphie« am damaligen Physikalischen Staatsinstitut betraut. Einen Ruf an die TH Braunschweig beantwortete Hamburg 1924 mit der Errichtung einer selbständigen Außerordentlichen Professur. Dies und Zusagen über ein Institutsgebäude und ein Ordinariat bewogen Möller, in Hamburg zu bleiben.

Am 1. März 1925 wurde er zum Direktor des neu gegründeten Instituts für Angewandte Physik ernannt. Erst 1935 erhielt das Institut in der Schule Papendamm 5 ein bescheidenes eigenes Domizil, und 1938 wurde das Fach Angewandte Physik zum planmäßigen Ordinariat erhoben. Hauptforschungsgebiet des Instituts war die Physik der Elektronenröhren, insbesondere der Mikrowellenröhren, die in der Funkmeßtechnik (Radar) angewendet werden.

Das Lehrangebot des Instituts für Angewandte Physik erstreckte sich auf das Gesamtgebiet der Technischen Physik. In einem fünfsemestrigen Zyklus hielt Prof. Möller Vorlesungen über Technische Mechanik, Thermodynamik, Elektrizität, Drahtlose Nachrichtenübermittlung und Elektronik.

Anfang 1943 entdeckte man, dass ein abgeschossener englicher Bomber mit einem Radargerät ausgerüstet war. Die deutsche Seite reagierte mit der Errichtung der »Reichsstelle für Hochfrequenzforschung·«, die mit ungefähr 1500 Hochfrequenz-Experten in verschiedenen Instituten den Vorsprung der Allierten in der Radar-Forschung aufholen sollte. Eines dieser Institute wurde in der Wentorfer Kaserne bei Hamburg eingerichtet und der Leitung von Möller unterstellt. Mit ihm wurde das gesamte Personal des Instituts für Angewandte Physik dorthin dienstverpflichtet. Das Institutsgebäude am Papendamm wurde kurz darauf bei einem Luftangriff vernichtet.

Nach dem Zusammenbruch 1945 wurde Möller wegen seiner NSDAP-Mitgliedschaft vom Dienst suspendiert. Er hatte 1937 nach Aufforderung durch den Gauleiter, wie alle damals noch in der Physik beschäftigten Professoren, diese Mitgliedschaft beantragt. Er wurde 1948 rehabilitiert und 1949 emeritiert. Möllers Aussage: »Mein Interesse gehört der Wissenschaft und nicht der Politik«, in der die damalige Haltung vieler Physiker zum Ausdruck kommt, sollte uns rückblickend ständige Mahnung sein, auch und gerade als Wissenschaftler politisch verantwortlich zu handeln.

Als der Lehrstuhl für Angewandte Physik durch die Emeritierung Möllers frei wurde, entschloss sich die Fakultät, die Wiederbesetzung mit einer Neuorientierung des Instituts auf die Festkörperphysik zu verbinden. Mit der Entwicklung des Transistors war erkennbar, dass dieses Arbeitsgebiet ein hohes Anwendungspotential haben würde. 1951 erging der Ruf auf diesen Lehrstuhl an Heinz Raether (1909-1986). Nachdem das Institut 1948 in einer ehemaligen Wehrmachtsbaracke im Alten Botanischen Garten eine provisorische Unterkunft gefunden hatte, erhielt es 1954 einen Neubau an der Jungiusstraße. In Fortsetzung des Hörsaal-Trakts wurde 1958 für Gasentladungsexperimente eine Hochspannungshalle errichtet, in der 1996 das heutige Reinraumlabor des Zentrums für Mikrostrukturforschung Platz fand. 1963 kam ein weiterer Anbau hinzu, den die Institutswerkstatt, das Praktikum für Fortgeschrittete und die Theoretische Abteilung bezogen.

In der Festkörperphysik wurden unter Raether zunächst Fragen der Struktur und des Wachstums von Kristallen untersucht. Später galt sein Hauptinteresse dem »Festkörper-Elektronenplasma«, das heisst, dem kollektiven Verhalten der Elektronen eines Kristalls. In der Gasentladungsphysik widmete er sich dem Zündungsprozess, vor allem der Bildung des Funkenkanals, der Anfangsphase des elektrischen Durchschlags, wie er in der Natur als Blitzentladung bei Gewitter bekannt ist. 1959 wurde eine Theoretische Abteilung eingerichtet, die anfangs von Walter Franz, später (1964 bis 1991) von Ludwig Tewordt geleitet wurde. Ihre Forschung galt dem Verhalten der Materie bei extrem tiefen Temperaturen. Sie wurde 1998 in das I. Institut für Theoretische Physik eingegliedert.

Es war Manfred Harsdorff (1932-1997), damals wissenschaftlicher Mitarbeiter von Raether, der ab 1966 die Grenzflächenphysik, ein Teilgebiet der Festkörperphysik, als zukunftsweisende Arbeitsrichtung im Institut etablierte. Eine wichtige Untersuchungsmethode ist dabei die Elektronenmikroskopie. Harsdorff sorgte dafür, dass dem Institut stets leistungsfähige Geräte zur Verfügung standen. Nach seinem Tode wurde 1999 Hans Peter Oepen berufen, dessen Arbeitsgebiet (Mikroskopie mit spinpolarisierten Elektronen) an diese elektronenmikroskopische Tradition des Instituts anknüpft.

In der Forschung gab es bald nach 1969, dem Jahr des neuen Universitätsgesetzes, deutliche Erweiterungen. So führte Franz Lanzl, der 1971 einem Ruf auf eine neue Professur folgte, das Gebiet »Kohärente Optik« im Institut ein. Durch die Entwicklung des Lasers hatte Licht als Medium der Nachrichten-Übermittlung und Informationsverarbeitung zunehmende Bedeutung erlangt. Im Erweiterungsbau von 1976, der durch die stetig gewachsene Studierendenzahl notwendig geworden war, konnte Hans Günter Danielmeyer, der 1975 berufen wurde, die Forschungsgruppe »Festkörperlaser« aufbauen. Nachdem er schon 1978 das Amt des Gründungsrektors der TU Hamburg-Harburg übernommen hatte, übergab er 1987 die Leitung der Gruppe an seinen Mitarbeiter und Kollegen Günter Huber. Die Gruppe Festkörperlaser bildete 1991 zusammen mit der von Peter E. Toschek geleiteten Forschungsgruppe »Quantenoptik« des I. Instituts für Experimentalphysik das neue »Institut für Laserphysik«.

Als Nachfolger von Raether war 1978 Jörg Peter Kotthaus berufen worden. Mit seiner Forschungsrichtung »Mikrostrukturierte Halbleiter« bereicherte er das Institut um aktuelle Arbeitsgebiete mit hohem Anwendungspotential im Bereich extrem hoch integrierter Schaltungen. Nach dem Weggang Lanzls kam 1980 Jürgen Kötzler mit dem Arbeitsgebiet »Magnetismus und Supraleitung« an das Institut. Arbeitsziele seiner Gruppe sind das Verständnis der magnetischen Eigenschaften auf der Basis atomarer Grundlagen und die Erklärung des Zusammenhangs der Supraleitung mit dem Aufbau der Materialien, insbesondere der technisch bedeutsamen »Hochtemperatur-Supraleiter«.

In den 80er Jahren entstand die Idee, mit modernen »Reinräumen« für die international erfolgreiche Gruppe von Kotthaus und die Einrichtung eines weiteren Arbeitsbereichs ein leistungsfähiges »Zentrum für Mikrostrukturforschung« zu gründen. Gegen Ende der Planungsphase erhielt Kotthaus eine Ruf an die Universität München. Trotz der 1989 von Hamburg beschlossenen Einrichtung des Zentrums folgte er diesem Ruf.

Die weitere Umsetzung dieses Projektes wurde von Manfred Harsdorff und Ulrich Merkt (seit 1985 als Professor in der Gruppe Kotthaus) mit unermüdlichem Einsatz und großer Beharrlichkeit vorangetrieben. Nach dem Wegggang von Kotthaus gelang es 1992, Ulrich Merkt in Bleibeverhandlungen als Leiter der neuen der neuen Forschungsgruppe »Nanostrukturphysik« in Hamburg zu halten und Detlef Heitmann für die Leitung der Forschungsgruppe »Halbleiterphysik« zu gewinnen. 1993 wurden mit der Berufung von Roland Wiesendanger die »Rastersensormethoden« als dritter Forschungsschwerpunkt eingeführt, der sich der Charakterisierung und Präparation von Festkörper-Oberflächen auf atomarer Auflösungsebene widmet. Schließlich konnte 1996 Wolfgang Hansen für die Leitung der »Molekularstrahlepitaxie« (Aufwachsen von Materialien mit atomarer Genauigkeit) gewonnen werden.

Anfang 1996 nahm das Zentrum für Mikrostrukturforschung seinen Betrieb auf. Es kann nun auf vier Jahre erfolgreicher Arbeit zurückblicken. Die 1996 formulierten Anwendungsperspektiven haben unverändert Gültigkeit : »Die Realisierung von Materialstrukturen mit atomarer Genauigkeit ist eine Basis für neue Produkte mit maßgeschneiderten elektrischen, optischen, magnetischen und thermischen Eigenschaften, die in Informations- und Koommunikationstechniken, der Automatisierungs- und Werkstofftechnik, Energie- und Umwelttechnik, der Biotechnologie und Medizin ihre Anwendung finden.« Damit folgt das Institut auch nach 75 Jahren noch seinem Auftrag, der Forschung und Lehre im Spannungsfeld zwischen reiner Wissenschaft und praktischer Technik zu dienen.

Werner Legler


unihh - Heft 2, 2000


Universität Hamburg, 11. Mai 2000. Impressum.

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