Was können künstliche Materialien?

Die Entwicklung der Zivilisation und der technologische Fortschritt sind eng mit der Entwicklung neuer Materialien und Werkstoffen verbunden. Welche Beiträge leistet hier die moderne Physik?

Quantenpunkt aus Indium-Arsenid auf einer Gallium-Arsenid-Oberfläche. Die Konversion von Licht zu Elektronen kann hier für Anwendungen in der Informationstechnologie sowie den Energiewissenschaften untersucht und kontrolliert werden. Viele Epochen der Menschheit sind nach den Materialien benannt, deren Nutzung in dieser Zeit zum ersten Mal gelang. Um die großen Herausforderungen unserer Zeit, wie die Versorgung mit Energie, die Verarbeitung immer größerer Datenmengen oder neue medizinische Behandlungsverfahren zu meistern entwirft man am Physik-Department durch elegante Kombination bekannter Materialien künstliche Materialien mit neuen Funktionalitäten.

Simulation von propagierenden Spinwellen in einem nanostrukturierten magnetischen Film (blau - 18 nm dickes Ni80Fe20, weiss - periodisches Gitter von Löchern mit 160 nm Abstand und 60 nm Kantenlänge). Zum Beispiel werden Quantenpunkte zur Umwandlung von Licht für Anwendungen in den Energiewissenschaften und der Informationstechnologie erforscht. Dünne magnetische Filme werden zur gezielten Erzeugung und Nutzung maßgeschneidert, was vor allem für elektronische Bauteile der nächsten Generation von großer Bedeutung ist. Ein weiteres Beispiel aus der Medizintechnik sind Auto-responsive Polymersysteme, die  zur gezielten Dosierung von Medikamenten entwickelt werden.

Im Physik-Studium werden in den ersten beiden Jahren zunächst die Grundlagen erarbeitet, aber bereits während der Bachelor- und der Masterarbeit arbeiten die Studierende aktiv an aktuellen Fragen zur Materialentwicklung mit.