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Forschung auf einen Blick

Forschungsschwerpunkte am Fachbereich Physik
Forschungsschwerpunkte am Fachbereich Physik

Die Forschung der Arbeitsgruppen am Fachbereich Physik bildet ein vielfältiges Spektrum. Schwerpunkte liegen hierbei in den Bereichen Nanophysik, Neurophysik, Biophysik und Astrophysik.

Nanophysik

Wie kann man eine Solarzelle optimieren? Welche Eigenschaften müssen Materialien erfüllen, damit wir Laser daraus bauen können, die perfekt auf die Anwendung abgestimmt sind? Wie können wir optische und elektrische Eigenschaften von Nanomaterialien verändern, wenn wir sie kombinieren?

Nanophysik

Hinter dem Begriff „Nanophysik“ verbirgt sich ein breites Spektrum physikalischer Forschung am Fachbereich, die sich mit den Eigenschaften von Nanomaterialien als Festkörpern beschäftigt. Im Zusammenspiel der unterschiedlichen Arbeitsgruppen ist es das Ziel, diverse neuartige Materialien von der Herstellung über die grundsätzliche Charakterisierung bis hin zu möglichen technologischen Anwendungen zu verstehen, um die Welt von morgen zu verbessern. Durch die präzise Untersuchung und das Verständnis der Wachstumsprozesse sowohl anorganischer als auch organischer Komplexe ist es möglich, neuartige Strukturen zu entwickeln und ihre Anwendung zu optimieren („Struktur- und Technologieforschungslabor“, K. Volz, W. Stolz; „Molekulare Festkörperphysik“, G. Witte; „Physik der solaren Energiekonversion“, J. C. Goldschmidt). Durch den Ausbau und die Entwicklung modernster optischer Messapparaturen ist es möglich, die optoelektronischen Eigenschaften der Materialien auf kleineren Skalen zu vermessen, sowie die ultraschnelle Dynamik von Ladungsträgern zu studieren („Oberflächenphysik“, U. Höfer, P. Jakob, H. Jänsch; „Halbleiterphotonik“, M. Koch; „Halbleiterspektroskopie“, M. Gerhard, W. Heimbrodt). Die Formulierung und Auswertung theoretischer Modelle hilft dabei, Messungen physikalisch einordnen zu können, aber auch verborgene Potentiale der Materialien zu entdecken, die experimenteller Forschung noch nicht zugänglich sind („Ultraschnelle Quantendynamik“, E. Malic; „Vielteilchenphysik“, F. Gebhard, R. Noack). Diese vielfältige und komplementäre Betrachtungsweise bildet die Basis für ein Verständnis und die Optimierung optoelektronischer Bauteile für die Technologie der Zukunft.

In den Blick genommen werden in den verschiedenen Marburger Arbeitsgruppen u.a. neuartige Hybridstrukturen bestehend aus technologisch vielversprechenden ultradünnen 2D-Materialien und verwandten van der Waals Heterostrukturen sowie molekularen Kristallen, III/V-Halbleiterkomplexen und Perovskitstrukturen.

Neurophysik

Neurophysik

Wie nehmen wir wahr? Was geschieht mit dem Nervenreiz, den unsere Augen wahrnehmen? Wie sind optische Wahrnehmung und Handlung miteinander verknüpft? In der Arbeitsgruppe „Neurophysik“ (F. Bremmer) wird die Verarbeitung der visuellen Wahrnehmung auf Basis der Analyse der Augenbewegungen untersucht. Weiterhin wird der Einfluss taktiler und auditorischer Signale auf diese erforscht.

Biophysik

Biophysik

Wie formieren sich Mikrofilme? Wie organisieren sich zelluläre Systeme? Wie lassen sich Eigenschaften von Krebszellen charakterisieren? Aus physikalischer Sicht und in Zusammenarbeit mit biologisch und medizinisch orientierten Arbeitsgruppen forschen die Arbeitsgruppen "Komplexe Systeme" (P. Lenz) und „Quantitative Biologie“ (V. Sourjik, MPI) aus unterschiedlichen Blickrichtungen an Systemen biologischer und weicher Materie. Im Fokus der Forschung stehen hierbei Fragen der Formfluktuation, der Interaktion und der Entstehung von Ordnung in zellulären Systemen.

Astrophysik

Astrophysik

Warum und wie funkeln Sterne? Wo in Hessen hat man Sterne beobachtet? Diese beiden Fragestellungen bilden die Schwerpunkte der Arbeitsgruppe „Astronomiegeschichte und beobachtende Astronomie“ (A. Schrimpf), die auf Basis von Photoplatten und eigenen Messungen variable Sterne näher untersucht.