Professoren und Arbeitsgruppen

Quantenoptik und nichtlineare Optik
Helles Quantenlicht
Verschränkte Photonen

Theorie stark korrelierter Festkörper, Dynamische Molekularfeldtheorie, quantenmechanische Vielteilchensysteme fern vom Gleichgewicht

Astroteilchenphysik:
insbesondere bodengebundene Gammaastronomie mit H.E.S.S. und CTA.
Studium galaktischer Gammastrahlungsquellen, Entwicklung fortschrittlicher Rekonstruktions- und Analysealgorithmen

Bio- und Zellmechanik,
Verhalten von Zellen unter mechanischer Belastung
mikroskopische Verfahren in der Zellbiologie
biologische Aspekte der Physik weicher Materie
Physiologie des respiratorischen Systems

Oberflächenphysik: elektronische Struktur von Metall- und Halbleiteroberflächen,
ultradünne Metallfilme,
Photoelektronenspektroskopie mit Anregung durch Femtosekunden-Laserquellen

Astroteilchenphysik
Gammastrahlungsastronomie
Ursprung der kosmischen Strahlung
Suche nach Dunkler Materie

Loop-Quantengravitation
Allgemeine Relativitätstheorie
Kosmologie
Quantenfeldtheorie

Festkörper- Quantenoptik, Nanooptik
Einzelmolekülmikroskopie und -spektroskopie, Plasmonik

Zelluläre Biophysik
Biophotonik
Biomechanik
Biophysikalische Medizin

- Behandlung von stark korrelierten Verbindungen mit material-realistischen Modellen: Übergangsmetalloxide, korrelierte Oberflächengitter, organische Supraleiter
- Spektroskopie von Photoemission (PES, ARPES) bis zu Kernschalentechniken (XAS, RIXS, NIXS)
- Cluster Erweiterungen der Dynamischen Molekularfeldtheorie

Quantensimulation
Quantencomputing
supraleitende Schaltkreise
dissipative Quantenvielteilchensysteme
Quantenoptik

Quantitative Spektroskopie heisser Sterne im ultravioletten und optischen Spektralbereich,
Physik der Sternatmosphären,
Empirische Studien zu Spätphasen der Sternentwicklung und zur Struktur der Galaxis.

Medizintechnik für das Herz-Kreislaufsystem
Biomaterialien, Materialien für kardiologische Implantate
Biosignalverarbeitung, Monitoring des Herz-Kreislauf-Atmungssystems
Numerische Simulation physiologischer Vorgänge

Anwendung der Beugung von Röntgen- und Neutronenstrahlung auf kristallographische und materialwissenschaftliche Fragestellungen.
Untersuchung der Realstruktur und Eigenschaften von polykristallinen und teilkristallinen Materialien,
Rietveldmethodik,
Elementverteilungs-probleme,
Textur- und Eigenspannungsmessungen,
Beugung an Materialien in komplexen Probenumgebungen.

Nanooptik
Starkfeldphysik
Attosekundenphysik
Laser-basierte Teilchenbeschleunigung
Plasmonik
Quantenoptik
Elektronenoptik

Vibronische Eigenschaften von Festkörpern
Spektroskopie an Halbleitern
Anwendung der Photovoltaik

Photonische Kristallfasern (PCF)
Nichtlineare Optik in PCF und Dynamik von Ringkavitäten

Astroteilchenphysik: Nachweis hochenergetischer kosmischer Neutrinos in Neutrino-Teleskopen,
Teilchendetektion mit akustischen Methoden,
TeV-Gammaastronomie, Detektor-Entwicklung

Quantum-Nanodraht Elektronik mit wide-bandgap Halbleitern
Wechselwirkungen in niedrigdimensionalen Dirac/Weyl-Fermion-Systemen (2D Lagenmaterialien)
Helikale Nanostrukturen – Wachstum, kooperative und anisotrope Elektronik & Optik im PT-brechendem Regime

Optik-Design und Simulation,
Mikrostrukturierung,
diffraktive Optik,
optische Messtechnik

Oberflächenphysik
Rastertunnelmikroskopie (STM) und Nichtkontakt-Rasterkraftmikroskopie (NC-AFM)
Struktur und Reaktionen von Molekülen auf Oberflächen

Nanophysik und Quantenoptik
Optomechanik
Kohärenzlebensdauer in Quantensystemen
Quanten-Elektrodynamik in supraleitenden Schaltkreisen

Festkörperphysik: optische und elektronische Eigenschaften von neuartigen niederdimensionalen Materialien;
zweidimensionale Kristalle, z.B. Übergangsmetall-Dichalkogenide, Graphen/Graphit, Kohlenstoff-Nanotubes;
Licht-Materie-Wechselwirkung und plasmonische Strukturen

Statistische Physik
Biophysik und Physik weicher Materie
Geometrie und Topologie
Tomographie und Streutheorie
Grenzflächen und dünne Filme
Poröse und granulare Materie

Fachübergreifender Physikunterricht,
Didktische Aufbereitung aktueller Forschungsthemen
Fortbildungen für Lehrkräfte an allgemeinbildenden Schulen

Synthese und Strukturuntersuchungen an Nanoteilchen,
Untersuchung von Defektstrukturen in Kristallen,
Entwickung von Simulationsalgorithmen zur Beschreibung fehlgeordneter Kristalle,
Auswertung diffuser Röntgen- und Neutronenbeugung,
Analyse der Paarverteilungsfunktion fehlgeordneter Kristalle

Astroteilchenphysik,
Radiodetektion von Neutrinos,
IceCube-Gen2, LOFAR,
Gewitter und Wolken

Röntgenquantenoptik
Atomare und nukleare Quantendynamik
Licht-Materie Wechselwirkung
Kernuhren

Elektronische und optische Eigenschaften von Halbleiteroberflächen
Elektronik und Elektrochemie von Halbleiter-Elektrolytgrenzflächen
Elektronik partikulärer Systeme,
Synthese und Charakterisierung von Diamant

Quantengravitation
Loop-Quantengravitation
allgemeine Relativitätstheorie
alternative Gravitationstheorien
Quantenfeldtheorie auf gekrümmten Raumzeiten
mathematische Physik

Quantenoptik
Hochauflösende Mikroskopie
Plasmonik
Nanobiophotonik

Multiwellenlängenastronomie
Physik des interstellaren Mediums und der Supernova-Überreste
Sternentstehung
Galaxienentwicklung

Weiche kondensierte Materie
Quasikristalle
Jamming
Glasartige Dynamik und Gele
Komplexe kolloidale Anordnungen
Anomale Diffusion
Fortbewegung von Bakterien

Theoretische Festkörperphysik
Topologische Quantensysteme
Korrelierte Quantenvielteilchensysteme
Quantenmagnetismus
Frustrierte Systeme

Oberflächenpysik.
Elektronische Eigenschaften von Nanostrukturen und Adsorbaten auf Oberflächen, Vielelektroneneffekte.
Rastertunnelmikroskopie und -spektroskopie

Statistische Physik in Systemen reduzierter Dimensionalität: Molekulare Modellierung reaktiver Fest-Flüssig-Grenzflächen, komplexe Transportphänomene

Biophysik: Eigenschaften von Biomembranen; Organisation und Wachstum von Gewebe in modulierten Mikro-Umgebungen

Allgemeine Relativitätstheorie
Quantenfeldtheorie
Eichtheorie
Kosmologie
Hochenergie und Astro-Teilchen Physik
Mathematische Physik

Struktur und Dynamik komplexer kolloidaler Systeme,
Dynamik in molekularen Flüssigkeiten und Membranen,
Quasielastische und inelastische Neutronenstreuung (QENS, INS),
Röntgen- und Neutronenkleinwinkelstreuung (SAXS, SANS),
Molekulardynamische Simulationen

Elektronische Eigenschaften von Festkörpern: Einzelmolekülkontakte,
epitaktisches Graphen, molekulare Materialien und Hochleistungshalbleiter

Hochenergieastrophysik (satellitengebundene Röntgen- und Gamma-Astronomie), insbesondere Emissionsprozesse akkretierender Schwarzer Löcher und Neutronensterne
Vorbereitung neuer Satellitenmissionen
Breitbandemission Aktiver Galaxien

Quantenphänomene mit einzelnen gespeicherten Ionen,
Quantenoptik und Photonenstatistik, Quanteninformationsverarbeitung,
Vielteilchenverschränkung,Quantum Imaging