Masterstudiengang Physik (Physik der Kondensierten Materie)

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant. Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf Anwedungen wie Laser, Solarzellen, superstarke Magnete oder Biosensoren.

Der Forschungsbereich Kondensierte Materie steht für eines der reichhaltigsten Gebiete der Physik. Im Zentrum des Interesses steht eine Palette von faszinierenden Phänomenen, die durch das komplexe Zusammenspiel und die räumliche Organisation einer Vielzahl von atomaren oder molekularen Konstituenten bestimmt werden. Das Verständnis und die Kontrolle der untersuchten Materialsysteme, Grenzflächen und Nanostrukturen stellt höchste Ansprüche an die Experimentierkunst sowie die theoretische Beschreibung. Mit dem gewonnenen Wissen werden insbesondere neuartige Eigenschaften für massgeschneiderte Funktionsmaterialien und Bauelemente erschlossen.

Masterstudierende am Physik-Department der TUM starten in ein individuell zugeschnittenes Programm über fortgeschrittene Themen der Physik kondensierter Materie – sowohl aus der Perspektive der Grundlagenforschung heraus als auch hinein in die Erforschung neuer Materialien und Anwendungen. Sie tauchen tief in die Details der Materialphysik ein, um zu erkennen, wie Materialien auf atomaren, molekularen und Nanometer-Skalen maßgeschneidert werden können. Dabei kommen Bottom-up- und Top-down-Nanofabrikationsmethoden zum Einsatz, um faszinierende Quantenphänomene zu offenbaren, die für neuartige Technologien eingesetzt werden können. Weitere Themen im Studium sind ultraschnelle Prozesse in Atomen und Molekülen auf Zeitskalen von Atto- und Femtosekunden, harte und weiche Materialien sowie Konzepte und Bauteile, die in der modernen Physik der kondensierten Materie zum Einsatz kommen.

Physik (Physik der kondensierten Materie) ist ein zweijähriger Masterstudiengang, um Studierende an die aktuelle Forschung und neue Entwicklungen in der Physik der kondensierten Materie heranzuführen.

Spezialisierungsmöglichkeiten

Studierende können sich in einem oder mehreren Bereichen ihrer Wahl spezialisieren:

Fortgeschrittene Festkörperphysik

insbesondere fortgeschrittene statistische Physik und Festkörpertheorie, Untersuchung von Korrelationsphänomenen und Magnetismus, Untersuchung der elektronischen Struktur von Festkörpern, fortgeschrittene experimentelle und theoretische Halbleiterphysik, Halbleiterelektronik und photonische Bauteile, Physik von Grenzflächen und Oberflächen, Magnetismus und Magnonik auf der Nanoskala, Quanten-Vielteilchen-Theorie, Spin-Physik und Spin-Elektronik, Supraleitung und Physik bei tiefen Temperaturen, topologische Isolatoren, Graphen und zweidimensionale Materialien.

Experimentelle Techniken, Numerische Methoden und Simulationsmethoden

insbesondere Festkörperspektroskopie, Neutronenphysik, moderne Physik mit Röntgenstrahlen, fortgeschrittenen Materialanalyse mit Synchrotron-Strahlung, magnetische Messmethoden und Nano-Wissenschaften mit Rastersondenmikroskopie.

Physik der Nanowissenschaften

insbesondere Nanosysteme, Nanomaterialien, nanostrukturierte harte und weiche Materialien, Oberflächen und Effekte auf der Nanoskala, insbesondere mit Blick auf das Verständnis fortgeschrittener Konzepte für nanoelektronischer und nanophotonischer Systeme und Bauelemente.

Quantenoptik und Nanophotonik

insbesondere Quantenoptik, Ultrakurzzeit-Physik und die Attosekunden-Skala, Optik von nanostrukturierten Materialien, Plasmonik, nanostrukturierte photonische medien, Erzeugung und Einsatz von kohärenten Lichtquellen von Infrarot- bis Röntgenstrahlung, photonische Bauteile, Optoelektronik und die Physik ultrakalter Quantengase.

Physik Weicher Materie

insbesondere Polymerphysik, nanostrukturierte weiche Materialien.

Curriculum

Der Masterstudiengang Physik (Physik der kondensierten Materie) folgt im Curriculum der einheitlichen Struktur der Physik-Masterstudiengänge. Die Studierenden werden bei der individuellen Ausgestaltung des umfangreichen Wahlbereichs durch eine Mentorin oder einen Mentor unterstützt.

Typische Studienpläne

Die folgenden Curricula geben beispielhaft wieder, wie das erste Studienjahr im Masterstudiengang Physik (Physik der kondensierten Materie) konkret aufgebaut sein kann.