Word-Dokument - Archiv Physik

1. NEUERE INSTITUTIONELLE ENTWICKLUNGEN ............................................... 2
1.1 Schwerpunktsetzung und Profil ..................................................................................................................... 2
1.1.1. Didaktik der Physik (Prof. Dr. R. Berger) ........................................................................................... 2
1.1.2. NanoScience (Prof. Dr. M. Reichling) ................................................................................................... 3
1.1.3. Elektronische Struktur kondensierter Materie (Prof. Dr. M. Rohlfing) ........................................... 4
1.1.4. Makromolekülstruktur (Prof. Dr. H.-J. Steinhoff).............................................................................. 5
1.1.5. Grenzflächen und dünne Schichten (Prof. Dr. J. Wollschläger) ........................................................ 6
1.2. Forschungsverbünde und -programme ........................................................................................................ 7
1.2.1 Graduiertenkolleg 695 ............................................................................................................................ 7
1.2.2 Landespromotionsprogramm ................................................................................................................. 7
1.2.3 Transferbereich 13 .................................................................................................................................. 8
1.3. Einrichtung oder Schließung von Studiengängen ....................................................................................... 8
2. UMSETZUNG DER GUTACHTEREMPFEHLUNG ................................................ 9
3. AKTUELLE ENTWICKLUNGSPERSPEKTIVEN UND ZUKUNFTSPLANUNGEN 9
4. STELLUNGNAHME DER HOCHSCHULLEITUNG ............................................. 13
5A. ANHANG A: ORGANIGRAMM - FORSCHUNGSGRUPPEN………. ............... 14
5B. ANHANG B: ENTWICKLUNGSPLAN FÜR DAS FACH PHYSIK………. ......... 16
5C. ANHANG C: FORSCHUNGSRELEVANTE PUBLIKATIONEN……. ................ 39
6. TABELLEN.. ........................................................................................................ 91
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1. Neuere institutionelle Entwicklungen
1.1 Schwerpunktsetzung und Profil
Der FB Physik befindet sich weiterhin in einer Umbruchphase, seit 2002 ergaben sich eine
Reihe wesentlicher Veränderungen, die im Folgenden skizziert werden.
Die ehemals von Prof. Ringhofer besetzte Stelle wurde in den FB 6 verschoben und dient dem
Ausbau der Informatik. Nach Berufung von Prof. Blügel an das FZ Jülich wurde seine
ehemalige Stelle im Zuge des Hochschuloptimierungskonzeptes abgegeben.
Der Fachbereich engagiert sich weiterhin intensiv in der Nachwuchsförderung. So konnten
zwei Emmy-Noether Stipendiatinnen, Frau Dr. E. Shamonina (Elektromagnetische
Metamaterialien, Hertha-Sponer Preisträgerin der DPG 2006) und Frau Dr. A. Kühnle
(Selbstorganisation von Molekülen auf Oberflächen) ihre Forschungstätigkeit im Fachbereich
aufnehmen. Professuren als Juniorprofessuren wurde im Bereich der Angewandten Physik
und im Bereich der Theoretischen Physik mit Herrn Prof. Dr. M. Imlau (Photonik) und Prof.
Dr. J. Gemmer (Quantenthermodynamik) besetzt.
Fünf Professuren wurden neu besetzt: „Makromolekülstruktur“ durch Prof. H.-J. Steinhoff
(2002), „NanoScience“ durch Prof. M. Reichling (2004), „Didaktik der Physik“ durch Prof.
R. Berger (2004), „Dünne Schichten“ durch Prof. J. Wollschläger (2005), und „Elektronische
Struktur kondensierter Materie“ durch Prof. M. Rohlfing (2005). Das sich damit ergänzte
Profil des Fachbereichs wird durch die folgende Kurzdarstellung der Arbeitsrichtungen der
neuen Kollegen charakterisiert
1.1.1. Didaktik der Physik (Prof. Dr. R. Berger)
Ein wesentliches Problem von Physikunterricht ist das mangelnde Interesse und damit
verbunden die geringe Motivation der Schülerinnen und Schüler, sich mit den fachlichen
Inhalten auseinanderzusetzen. Die Arbeitsgruppe Physikdidaktik verfolgt auf zwei Ebenen
Ansätze, die in dieser Hinsicht Verbesserungen erwarten lassen bzw. bereits Erfolge gezeigt
haben. Ein Ansatzpunkt ist dabei die Entwicklung von interessanten Unterrichtseinheiten auf
der Basis moderner Physik z.B. in der Medizin und im Alltag. Dazu werden
Funktionsmodelle, Experimente und Software zur Veranschaulichung der physikalischen und
ggf. technischen Aspekte entwickelt. Auf der Grundlage dieser Unterrichtseinheiten werden
aktuelle Fragestellungen der Lehr-Lern-Forschung empirisch geprüft. Im derzeit laufenden,
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von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekt "GriPS II" (Gruppenpuzzle
im Physikunterricht der Sekundarstufe II) steht auf der Basis zweier Unterrichtseinheiten zum
Mikrowellenofen
und
Rasterelektronenmikroskop
mit
dem
Gruppenpuzzle
eine
unterrichtsmethodische Variante im Fokus, bei der Schülerinnen und Schüler die Rolle von
Experten übernehmen und sich gegenseitig die fachlichen Inhalte erklären. Wir konnten dabei
zeigen, dass sich in Hinsicht der Motivation Vorteile gegenüber Frontalunterricht ergeben, die
auch für Leistung relevant sind. Derzeit werden auf der Basis einer Stichprobe von ca. 30
Grund- und Leistungskursen zwei in der Forschung zum kooperativen Unterricht noch wenig
untersuchte Faktoren beleuchtet: einerseits der Einfluss der Lehr-Erwartung, der die Experten
bei der Vorbereitung auf die Erklärtätigkeit unterliegen, und andererseits der Abhängigkeit
der
Instruierten
vom
Wissen
der
Experten
("Ressourcen-Interdependenz").
Das
Forschungsprojekt erfolgt in enger Kooperation mit Prof. Dr. M. Hänze (Universität Kassel).
In einem weiteren, derzeit anlaufenden Projekt wird geprüft, ob und in welcher Form
komplexe Sachverhalte der Kosmologie im Physikunterricht implementiert werden können. In
einem fächerübergreifenden Ansatz soll anschließend untersucht werden, ob die Entstehung
"indirekter Interessen", also die Induzierung von Physikinteresse bei Schülerinnen und
Schülern mit Interesse an der Genese der Welt aus der Perspektive des Fachs Religion,
nachgewiesen werden kann.
1.1.2. NanoScience (Prof. Dr. M. Reichling)
Die Arbeitsgruppe NanoScience ist maßgeblich an der Entwicklung von Techniken zur
Abbildung von isolierenden Oberflächen und Nanostrukturen mit atomarer Auflösung und der
Erforschung
ultraschneller
Untersuchungsmethoden
Prozesse
sind
dabei
in
Isolatorkristallen
die
dynamische
beteiligt.
Die
zentralen
Raster-Kraft-Mikroskopie
im
Ultrahochvakuum und die Femtosekunden-Laserspektroskopie. Dabei gelang erstmals die
atomar aufgelöste Abbildung von Fluoridoberflächen, einzelner Hydroxylgruppen auf
Fluoridoberflächen und die Aufklärung atomarer Strukturen auf Aluminiumoxid-Oberflächen.
Hauptziel der Arbeiten ist, neben der Strukturaufklärung, die Beobachtung chemischer
(katalytischer) Prozesse auf Isolatoroberflächen, die erstmals auf Ceroxid gelungen ist, sowie
seit kurzem die Abbildung und Verankerung organischer Moleküle auf dielektrischen
Oberflächen. Kürzlich konnte weiterhin erstmals die kontrollierte Manipulation einer
molekularen Spezies auf einer Isolatoroberfläche demonstriert werden. Neben der
Weiterentwicklung der experimentellen Methoden bemüht sich die Arbeitsgruppe in
4
Zusammenarbeit mit Partnern aus der Theorie auch sehr stark um die Entwicklung
quantitativer Analysemethoden.
Diese Aktivitäten werden/wurden über nationale wissenschaftliche Programme (DFG,
Volkswagen Stiftung, Bayerische Staatsregierung) und über zwei Projekte („NanoMan“ und
„PicoInside“) im 6. Forschungsrahmenplan der EU gefördert. NATO, JSPS und DFG
unterstützten Forschungskooperationen mit Arbeitsgruppen in Großbritannien, Japan,
Russland und den USA. Durch eine dreimonatige Gastprofessur des Arbeitsgruppenleiters am
iNANO (Aarhus, Dänemark) im Jahr 2005 wurde die intensive Kooperation bezüglich
Forschung und Lehre mit diesem Nanozentrum gefestigt. Die Arbeitsgruppe betreibt mehrere
Forschungs- und Entwicklungsprojekte mit Partnern aus der Industrie.
1.1.3. Elektronische Struktur kondensierter Materie (Prof. Dr. M. Rohlfing)
Im Mittelpunkt dieser Forschungsbemühungen stehen angeregte elektronische Zustände in
kondensierter Materie. Diese Zustände und ihre Spektren spielen eine zentrale Rolle beim
Verständnis optischer Eigenschaften, bei der strukturellen Charakterisierung von Materialien,
sowie für Ladungsträgerdynamik und durch Anregungen induzierte molekulare Dynamik
kondensierter
Materie.
Von
besonderem
Interesse
sind
Systeme,
die
durch
quantenmechanische Zustände auf der Längenskala der atomaren Bindung gekennzeichnet
werden. Die Eigenschaften derartiger nanoskopisch geprägter Materialien gehen qualitativ
weit über den ausgedehnten Festkörper hinaus und lassen sich nicht durch dessen Kenngrößen
beschreiben. Sie erfordern vielmehr eine mikroskopische Theorie, die als kleinste Einheit am
einzelnen Atom und seinen Orbitalen ansetzt und als ab-initio Theorie, also ohne Vorgabe
von Parametern, formuliert wird.
Ein essentieller Bestandteil dieser Methoden ist die Symbiose grundlegender physikalischer
Konzepte mit numerischen Verfahren, also die Umsetzung der Elektronenstruktur-Theorie in
effiziente Computer-Algorithmen. Die Verfahren lassen sich daher in den Grenzbereich
zwischen Vielteilchenphysik, numerischer Computerphysik, und Materialwissenschaft
einordnen. Eine zunehmende Bedeutung kommt der zeitlichen Dynamik angeregter
elektronischer Zustände zu. Einerseits befinden sich angeregte Zustände nicht im
Gleichgewicht; daher kommt es zu Ladungstransfer-Prozessen und Zerfallsvorgängen, die
durch extrem kurze Zeitskalen (Femtosekunden) geprägt sein können. Andererseits befindet
sich im angeregten Zustand auch die atomare Struktur nicht im Gleichgewicht. Dies äußert
sich im Auftreten phononischer Seitenbanden und temperatur-abhängiger Verbreiterung
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optischer Spektren, in struktureller Relaxation und Stokes-Verschiebungen, sowie in
molekulardynamischer Bewegung bis hin zu Dissoziationsprozessen.
1.1.4. Makromolekülstruktur (Prof. Dr. H.-J. Steinhoff)
Forschungsschwerpunkt der Arbeitsgruppe „Makromolekülstruktur“ ist die Aufklärung der
Strukturen und der funktionellen Dynamik biologisch oder medizinisch relevanter Proteine
und Proteinkomplexe mit dem Ziel, die Reaktionsmechanismen dieser Makromoleküle in
nativer Umgebung zu erfassen und auf atomarer Ebene zu verstehen. Dazu werden
Elektronen-Spin-Resonanz (ESR)-Spektroskopie-Verfahren im Frequenzbereich zwischen 3
und 95 GHz in Kombination mit ortsspezifischer Spin-Markierung entwickelt und eingesetzt.
Ausgesuchte Aminosäuren eines Proteins werden mittels ortsspezifischer Mutation durch
künstliche Seitenketten ersetzt, die so genannte Nitroxid-Spinlabel tragen. Die Analyse der
ESR-Signale der auf diese Weise einfach oder zweifach spinmarkierten Proteine ermöglicht
z.B. über Abstandsmessungen zwischen den eingebauten Spinlabeln die Bestimmung der
Konformation und der strukturellen Dynamik von Proteinen, von
Protein-Protein- oder
Protein-Nukleinsäure-Komplexen. Dieses Verfahren gehört zurzeit zu den wenigen
Methoden, die die Konformationsdynamik von Membranproteinen in ihrer nativen Umgebung
mit hoher Zeit- (ns – s) und Ortsauflösung (0.1 nm) erfassen können. Weitere eingesetzte
Methoden sind zeitaufgelöste optische Spektroskopieverfahren und die Laser-Scanning
Mikroskopie fluoreszenzmarkierter Proteinmoleküle. Im Zentrum der zu bearbeitenden
wissenschaftlichen
Probleme
Konformationsdynamik
transmembraner
von
steht
die
Membranproteinen
Signaltransduktion,
dem
Untersuchung
und
der
funktionellen
Proteinkomplexen,
transmembranen
Transport
die
oder
mit
dem
Elektronentransfer (Photosynthese) verbundenen sind. Kürzlich konnte ein Modell für einen
Komplex bestehend aus Sensorischem Rhodopsin und Transducermolekül vorgeschlagen
werden. Eine enge Kooperation mit biologisch und physikalisch arbeitenden Gruppen der
Fachbereiche Biologie und Physik ist durch die Einbindung der Arbeitsgruppe mit Projekten
im SFB 431, in den Graduiertenkollegs 695 und 612, sowie im Promotionskolleg gegeben.
Durch DFG und Volkswagenstiftung geförderte Projekte bestehen Kooperationen mit
Arbeitsgruppen der Universitäten Bochum, Leipzig, Leicester, Leiden, Nürnberg-Erlangen,
Wageningen, der FU-Berlin, dem FZ Jülich, dem Max-Planck-Institut für Molekulare
Physiologie in Dortmund und dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz.
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1.1.5. Grenzflächen und dünne Schichten (Prof. Dr. J. Wollschläger)
Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung ultradünner
Schichten, wobei die Kombination von Materialien mit physikalisch (und chemisch) sehr
unterschiedlichen Eigenschaften (Isolator/Halbleiter oder Oxide/Metalle) im Vordergrund des
Interesses steht. Motiviert werden diese Untersuchungen durch Anwendungen in der Nanound Spinelektronik. Hierbei dienen die Isolatoren z.B. als Tunnelbarrieren, durch die
Quantenstrukturen (ultradünne Schichten, Nanocluster) an Substrate elektronisch schwach
koppeln können. Mit dieser Materialanordnung können resonante Tunnelbauelemente
hergestellt werden. In eine ähnliche Richtung weisen Arbeiten an sogenannten „High-K“Materialien, die SiO2 als Dielektrikum in der Nanoelektronik ersetzen sollen und zurzeit
intensiv untersucht werden.
Zur Charakterisierung werden Methoden der Oberflächenphysik eingesetzt. Dieses sind zum
einen beugende Methoden, hochauflösende Beugung langsamer Elektronen (SPA-LEED) und
Röntgenbeugung
mit
streifendem
Einfall
(GIXRD,
Synchrotronstrahlung
um
die
Oberflächensensitivität zu erhöhen), zum anderen abbildende mikroskopische Methoden, wie
Rasterkraftmikroskopie (AFM) und Rastertunnelmikroskopie (STM). Ergänzt werden diese
strukturellen
und
morphologischen
Charaktersierungsmethoden
um
Augerelektronenspektroskopie (AES) zur Analyse der stöchiometrischen Zusammensetzung
von Schichten. Demnächst wird das Spektrum der Untersuchungsmethoden noch um STM bei
variablen Temperaturen und Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) ergänzt werden.
Das XPS-Gerät wird zusätzlich die Messung von Elektronenspin (SP-XPS) ermöglichen, um
auch spektroskopisch magnetische Effekt zu erfassen.
Um möglichst homogene Systeme zu erhalten, benutzen wir in der Regel gitterangepasste
Materialien, wobei die Schichten mit der Hilfe von Molekularstrahlepitaxie (MBE) hergestellt
werden. Das Hauptinteresse der Forschungen liegt im Bereich der morphologischen
Charakterisierung (Homogenität, Rauheit von Schichten, Bildung von Versetzungen etc.), die
mit SPA-LEED, AFM und STM erfasst werden. Die kristallographische Struktur der
Schichtsysteme (atomare Schichtstruktur, Grenzflächenstruktur) untersuchen wir mit GIXRD.
Spektroskopische Methoden wurden bisher genutzt, wie oben schon erwähnt, um die
Stöchiometrie der Systeme zu erfassen. Diese Untersuchungen sind vor allem bei der
Oxidherstellung notwendig, weil oxidische Schichten durch Oxidation von Metallen während
des MBE-Prozesses hergestellt werden. Von der demnächst neu installierten SP-XPS wird ein
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tieferes Verständnis der magnetischen Eigenschaften von Mehrlagensystem erwartet, wie sie
in der Spintronik verwendet werden.
1.2. Forschungsverbünde und -programme
Ein großer Teil der Absolventen in Physik strebt eine wissenschaftliche Weiterqualifikation
im Rahmen einer Promotion an, etwa 40 % unserer Diplomabgänger promovieren später. Dies
wird zum größten Teil auf Drittmittelstellen und Stipendien ermöglicht, häufig im Rahmen
von
Forschungsverbünden
und
größeren
Forschungsprogrammen
wie
Sonderforschungsbereichen und Promotionskollegs.
1.2.1 Graduiertenkolleg 695
Die DFG hatte zum 01.01.2001 am Fachbereich Physik das Graduiertenkolleg
„Nichtlinearitäten optischer Materialien“ eingerichtet. Nach einem sehr erfolgreichen Verlauf
der ersten Förderperiode von drei Jahren wurde zunächst eine Verlängerung um 1,5 Jahre
beantragt (Wechsel in das neue Förderzeitschema der DFG). Dem Antrag wurde von den
Fachgutachtern der DFG voll entsprochen. Ein folgender Antrag auf Verlängerung um
4,5 Jahre bis zu Höchstförderdauer von insgesamt 9 Jahren wurde nach einer umfangreichen
Vor-Ort-Begutachtung (Herbst 2004) ebenfalls ohne Einschränkungen genehmigt. Mit diesem
Antrag wurde eine leichte Modifikation der Thematik verbunden, die von den Gutachtern
einhellig begrüßt wurde. Bis 2009 können nun vielfältige Promotionsprojekte innerhalb der
Themenkreise „Nichtlinearitäten in Bulkmaterialien“ und „Nichtlinearitäten in nano- und
mesoskopischen Systemen“ bearbeitet werden.
1.2.2 Landespromotionsprogramm
Zum Beginn des Jahres 2002 war am Fachbereich Physik das Landespromotionsprogramm
„Synthesis and Characterisation of Surfaces and Interfaces assembled from Clusters and
Molecules“ mit 11 Lichtenberg-Stipendien eingerichtet worden, zunächst für 4 Jahre. Nach
äußerst positiver Zwischenbegutachtung wurde das Programm ab Anfang 2006 ohne
Kürzungen um weitere 4 Jahre verlängert. Das Promotionsprogramm hat zum Ziel,
wissenschaftliche Fragestellungen bei der Herstellung, Modifikation, Charakterisierung und
Vorbereitung technologisch attraktiver Anwendungen von molekular- bzw. clusterformierten
Festkörperoberflächen interdisziplinär in Lehre und Forschung zu bearbeiten. Dabei stehen
die Modifikationen und Phänomene, die sich aus der erniedrigten Dimension des Systems
ergeben sowie die dynamischen Eigenschaften der erzeugten Schichten im Zentrum des
Interesses.
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1.2.3 Transferbereich 13
In verschiedenen Gebieten des über die Maximallaufzeit von 15,5 Jahren bis Ende 2000 von
der DFG und vom Land Niedersachsen geförderten Sonderforschungsbereichs „Oxidische
Kristalle für elektro- und magnetooptische Anwendungen“ wurde die Schwelle zum Transfer
in die industrielle Nutzung erreicht. Für diese Gebiete wurde bei der DFG die Einrichtung
eines Transferbereichs beantragt. Der nach einem intensiven Begutachtungsverfahren zum
November 1998 eingerichtete Transferbereich 13 „Optische Anwendungen oxidischer
Kristalle“ umfasst Forschungsarbeiten, die in enger Kooperation mit der Industrie
durchgeführt werden. Hierfür konnte der Fachbereich Physik namhafte Industrieunternehmen
gewinnen, darunter die Firma Rosen Inspection und die Firma Coherent Lübeck GmbH. Nach
dem sehr erfolgreichen Verlauf der Forschungsarbeiten wurde im Jahr 2003 ein Antrag auf
Verlängerung des Transferbereichs um weitere drei Jahre gestellt, der ohne Einschränkung
von der DFG bewilligt wurde. Bis Ende 2007 können nun weitere Promotionsarbeiten in
enger
Kooperation
anwendungsbezogenen
zur
Industrie
Arbeiten
bearbeitet
umfassen
werden.
dabei
Die
neben
Ergebnisse
der
wissenschaftlichen
Veröffentlichungen auch Patentschriften. Ein nicht unwesentlicher Nebenaspekt des
Transferbereichs besteht in dem engen Kontakt zwischen Studierenden und beteiligten
Firmen, der schon zu einer größeren Anzahl Einstellungen von Osnabrücker Absolventen
führte.
1.3. Einrichtung oder Schließung von Studiengängen
Im Rahmen des Bologna-Prozesses werden alle Studiengänge des Fachbereichs Physik durch
Bachelor/Master-Studiengänge ersetzt. Teilweise sind diese Studiengänge in der neuen Form
schon eingerichtet. So haben die Studiengänge Physik mit Informatik (Bachelor und Master)
und Materialwissenschaften (Master) bereits das Akkreditierungsverfahren durchlaufen und
wurden mit sehr guter Bewertung akkreditiert (2002 bzw. 2004). Der polyvalente ZweiFächer-Bachelor-Studiengang, an dem sich das Fach Physik von Beginn an aktiv beteiligt, ist
seit dem Wintersemester 2004/2005 an der Universität für alle Lehramtsfächer eingerichtet.
Diese
Studienprogramme
werden
Ende
des
Jahres
2006
im
Rahmen
einer
Clusterakkreditierung von der ZEvA bewertet werden. Der Diplomstudiengang Physik wird
zum Wintersemester 2006/2007 auf eine Bachelor/Master-Struktur umgestellt.
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2. Umsetzung der Gutachterempfehlung
Die Empfehlungen des Gutachtens der WK für den Standort Osnabrück betrafen zwei Punkte:
(a) die Zukunft der Umweltphysik im Falle des (inzwischen erfolgten) Weggangs des
damaligen Stelleninhabers und (b) den Hinweis auf die unzureichende Ausstattung des
Fachbereichs von Seiten der Universität bzw. des Landes. Die erste Empfehlung war für den
Fachbereich unter den sich verschärfenden personellen Randbedingungen (Abgang je einer
C3-Professur im Rahmen des Ausbaus der Informatik und des Hochschuloptimierungskonzeptes) sehr hilfreich. So wurde mit dem Weggang von Herrn Prof. Rühl der Schwerpunkt
Umweltphysik
eingestellt,
obwohl
die
WK
im
Rahmen
der
2002
erfolgten
Forschungsevaluation Umweltwissenschaften eine Erhaltung und Unterstützung der
Umweltphysik in der bestehenden Form und eine Bündelung der Ressourcen in einem
geplanten Zentrum für Umweltsystemforschung und Nachhaltigkeit empfohlen hat.
Mit der Einstellung der Aktivitäten im Bereich Umweltwissenschaften ist, wie in den
Empfehlungen der WK vorgeschlagen, eine Stärkung der Aktivitäten in den Bereichen lokale
Sonden und Nanostrukturen möglich. Für die von den in der zur Zeit der Evaluation aktuellen
Entwicklungsplanung des Faches Physik vorgesehenen vier Professuren im Bereich
Umweltphysik verbliebenen drei Professuren sind in der aktuellen Entwicklungsplanung die
folgende Schwerpunkte vorgesehen:
C4 Prozessstudien (Nachf. Rühl)
W3 Komplexe Festkörper/Weiche Materie, 2007
C3 Modellierung (Nachf. Ringhofer)
→ Ausbau Informatik
C4 Sensorik (Nachf. Krätzig)
W3 NanoOptik/NanoPhotonik, 2006
C3 Feldmessungen (Kallenrode)
C3 Modellierung (Kallenrode)
Die Umwidmung der Stelle Feldmessungen erfolgte auf Antrag der Stelleninhaberin, da (a)
ein paralleles Verfolgen von instrumentellen und numerischen Methoden auf Grund der
eingeschränkten Ressourcen nicht möglich war und (b) die Modellierung zumindest auf
längere Sicht eine bessere Einbindung der Gruppe in den Fachbereich erlaubt.
3. Aktuelle Entwicklungsperspektiven und Zukunftsplanungen
Die Perspektiven der zukünftigen Arbeit am Fachbereich Physik sind im Entwicklungsplan
beschrieben, der stetig fortgeschrieben und konsequent umgesetzt wird. Kernstück des
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Entwicklungsplans ist die gezielte personelle Erneuerung am Fachbereich, über die das
Forschungsprofil
der
Physik
im
interdisziplinären
Verbund
mit
den
anderen
Naturwissenschaften, insbesondere Chemie und Biologie, definiert wird. Gemäß dem
Entwicklungsplan gestaltet der Fachbereich eine Forschungslandschaft, in der die
zukunftsträchtigen und interdisziplinär angelegten Gebiete der Materials Science und
NanoScience als zentrale Themen mit verschiedenen Facetten etabliert werden. Damit rüstet
sich der Fachbereich für die kommenden Jahrzehnte, in denen nur eine kompetitive, im
Inneren gefestigte und kohärent agierende, nach außen offene und flexible Forschungseinheit
in der internationalen Konkurrenz wird bestehen können.
Der Fachbereich sieht die Lehrerausbildung weiterhin als eine seiner zentralen Aufgaben an.
Die Forschung und Entwicklung im Bereich Didaktik der Physik stützt sich auf zwei
Schwerpunkte: Die Grundlagen moderner physikalisch-technischer Anwendungen werden für
den Physikunterricht aufbereitet, und auf der Grundlage der entwickelten Unterrichtseinheiten
werden aktuelle Fragestellungen der Lehr-Lern-Forschung empirisch geprüft. Prof. R. Berger
baute in diesem Bereich ein attraktives und zukunftsorientiertes Lehr- und Forschungsangebot
auf. Eine wichtige Rolle für den Fachbereich spielt die Didaktik auch bei der engagierten
Vermittlung der aktuellen Forschung an Schüler/innen und eine breite Öffentlichkeit. Durch
öffentliche oder schulöffentliche Veranstaltungen wie Forschung für Fußgänger und das
Schnupperstudium können Schüler und Schülerinnen aus der Region frühzeitig an das
Studienfach Physik herangeführt und an den Fachbereich gebunden werden.
Als zukunftsweisende Forschungsrichtungen, die bis in das nächste Jahrzehnt hinein das
Profil des Fachbereichs prägen sollen, werden gegenwärtig die übergreifenden Bereiche
Materials Science
und
NanoScience
etabliert.
Diese
eng
zusammenhängenden
Forschungsfelder bieten vielfältige Anknüpfungspunkte zur Chemie und Biologie und fügen
sich daher nahtlos in Bemühungen zur universitätsinternen Vernetzung der Forschung ein.
In der Experimentalphysik sind hier vorwiegend analytisch tätige Gruppen aktiv.
Makromolekülstrukturen werden in der Arbeitsgruppe von Prof. H.-J. Steinhoff mit Methoden
der Elektronen-Spin-Resonanz untersucht. Mit Raster-Sonden-Techniken und ultraschneller
Laserspektroskopie
werden
in
der
Arbeitsgruppe
Prof. M. Reichling
dielektrische
Oberflächen, Nanosysteme und deponierte Moleküle in ihren physikalischen und chemischen
Eigenschaften charakterisiert. Ultradünne anorganische und magnetische Filme werden in der
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Arbeitsgruppe von Prof. J. Wollschläger nicht nur mit Elektronenspektroskopie und
Beugungsmethoden analysiert, sondern auch mittels Molekularstrahl-Epitaxie im UltraHochvakuum präpariert. Die Selbstorganisierte Strukturbildung organischer Schichten wird in
der Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe von Dr. A. Kühnle mit Raster-Sonden-Mikroskopie
und Thermischer Desorptionsspektroskopie studiert. Diese Arbeiten sollen komplementär
unterstützt
werden
durch
die
Einrichtung
einer
weiteren
Nachwuchsgruppe
um
Dr. A. Borodin im Sommer 2006, die sich mit der Aufklärung der elektronischen Struktur
dielektrischer Oberflächen und molekularer Schichten mittels Metastabilen-Spektroskopie
beschäftigt. Niedrigdimensionale Systeme spielen auch in der Materialforschung mit
Elektronenspektroskopie, die von Prof. M. Neumann betrieben wird, eine große Rolle.
Optische Materialien und Photonik bleiben weiterhin wesentliche Forschungsrichtungen, die
gegenwärtig durch die Arbeitsgruppen Apl. Prof. K. Betzler, Apl. Prof. M. Wöhlecke und
Jun.-Prof. M.
Imlau
vertreten sind.
Gemäß
der im
Forschungsplan entwickelten
Schwerpunktsetzung am Fachbereich wird die Forschung zunehmend auf mesoskopische und
nanoskopische optische Systeme ausgedehnt. Eine Schlüsselrolle bei der weiteren
Entwicklung dieses Bereichs fällt der Besetzung der Professur Nf. Krätzig zu, die im Bereich
Nano-Optik/Nano-Photonik ausgeschrieben wurde und voraussichtlich noch im Laufe des
Jahres 2006 wird besetzt werden können.
Korrespondierend entwickelten sich Themen und Struktur in der theoretischen Physik. Die
Arbeitsgruppe von Prof. G. Borstel legte ihren Schwerpunkt auf die Berechnung von
Defektstrukturen auf dielektrischen Oberflächen und befasst sich mit der Theorie
magnetischer Zustände. Spinsysteme und Molekularer Magnetismus sind die Schwerpunkte
der Arbeitsgruppen von Prof. K. Bärwinkel, Apl. Prof. H.-J. Schmidt und Apl. Prof.
J. Schnack. Der Bereich der optischen Anregung in Nanosystemen hat durch die Berufung
von Prof. M. Rohlfing eine deutliche Verstärkung erfahren, dessen Arbeitsgruppe sich
schwerpunktmäßig mit der Theorie elektronisch angeregter Systeme befasst. Grundlegende
thermodynamische Ansätze der Material- und Nanophysik werden in der Arbeitsgruppe von
Jun. Prof. J. Gemmer verfolgt, während sich die Arbeitsgruppe der Emmy-NoetherStipendiatin Dr. E. Shamonina mit der Wellenausbreitung in Metamaterialien beschäftigt.
Eine Neuorientierung erfolgte in Richtung numerische Physik/Modellierung, die derzeit von
Prof. M. B. Kallenrode vertreten wird und durch die Berufung eines Nachfolgers von
12
Prof. K. Bärwinkel zu einem übergreifenden Schwerpunkt Computational Physics ausgebaut
werden soll.
Die Basis der weiteren kohärenten Entwicklung des Fachbereichs bleibt weiterhin eine
interdisziplinäre Ausrichtung der Forschungsgebiete sowie eine enge Abstimmung mit den
benachbarten Fachbereichen. Die unmittelbar folgenden Neuberufungen werden daher mit
deutlicher Ausrichtung auf die Chemie und Biologie erfolgen. Für die Ausschreibung der
Stelle Nf. Kapphan ist das Arbeitsgebiet Moleküldynamik vorgesehen, wobei es hier vor
allem um biologische Makromoleküle gehen soll. Für die Stelle Nf. Rühl ist das Arbeitsgebiet
„Komplexe
Festkörper/Weiche
kondensierte
Materie“
vorgesehen,
das
zahlreiche
Anknüpfungspunkte zur Chemie und Biologie bietet.
Übergeordnetes Ziel der Berufungspolitik ist es, mit dem neu gestalteten Fachbereich Physik
eine Forschungseinheit zu schaffen, in der, innerhalb des thematischen Rahmens der
Materials Science und NanoScience, eine breite Palette aktueller und exzellent besetzter
Forschungsthemen sowie ein breites Methodenspektrum vertreten ist. Nur so wird es dem
Fachbereich gelingen, auch in Zukunft motivierte Studierende und Graduierende an sich zu
binden
und
die
zahlreichen
guten
internationalen
Kontakte
zu
führenden
Forschungseinrichtungen auszubauen. Durch die klare Ausrichtung auf interdisziplinäre
Forschung und gemeinsame thematische Fokussierung mehrerer Arbeitsgruppen wird gezielt
auf den Aufbau kooperativer Forschungsstrukturen hingearbeitet. Die Vorbereitungen für ein
größeres Gemeinschaftsprojekt wie zum Beispiel einen Sonderforschungsbereich sind bereits
angelaufen. Im Zusammenspiel mit den bestehenden Einheiten des Graduiertenkollegs und
des Promotionsprogramms wird dadurch eine solide und langfristig abgesicherte Basis an
Ressourcen für die Forschung am Fachbereich geschaffen.
13
4. Stellungnahme der Hochschulleitung
Das Fach Physik kann gute und sehr gute Ergebnisse bei den bisherigen Lehr- und
Forschungsevaluationen aufweisen1. Auch in der Strukturevaluation der Naturwissenschaften
in Niedersachen wird auf zum Teil herausragende Forschungsleistungen verwiesen2. Die
Universität hat bereits 1999 ein integratives Konzept der Naturwissenschaften entwickelt, das
kontinuierlich fortgeschrieben wird. Mit diesem Konzept werden die Schwerpunkte
„Nanowissenschaften“ und „Materialwissenschaften“ interdiziplinär verfolgt3.
Die Phase des strukturellen Umbruchs - in den letzten vier Jahren konnten fünf Professuren
neu berufen werden – hat das Fach für die Festigung seiner Schwerpunkte konsequent
genutzt. Der Fachbereich Physik beteiligt sich intensiv am Reformprozess der Universität.
Der Bachelor-/Master-Studiengang Physik mit Informatik so wie der Master-Studiengang
Materialwissenschaften
sind
bereits
durch
die
Zentrale
Evaluations-
und
Akkreditierungsagentur, Hannover (ZEvA) zertifiziert. Das Fach beteiligt sich am
polyvalenten Zwei-Fach-Bachelor, der zum einen zusammen mit dem konsekutiven LehrerMaster den Studiengang Lehramt Physik an Gymnasien ablöst, und zum anderen in
Kombination mit dem Fach Chemie die Grundlage für den zum Wintersemester 2003/2004
eingerichteten Master-Studiengang „Materialwissenschaften“ bildet. Die Umstellung des
gesamten Studienangebotes wird im Wintersemester 2006/2007 abgeschlossen sein, wenn das
konsekutive Bachelor-/Master-Programm Physik den Diplomstudiengang Physik ablöst. Die
erfolgreiche Nachwuchsförderung des Faches ist u.a. durch die kürzliche Verlängerung des
das Promotionsprogramms „Synthesis and Characterisation of Surfaces and Interfaces
assembled from Clusters and Molecules“ dokumentiert. Darüber hinaus konnten zwei EmmyNoether Stipendiatinnen und zwei Juniorprofessoren ihre Arbeit am Fachbereich Physik
aufnehmen.
Die Perspektiven des Faches Physik können im Hinblick auf den Entwicklungsschub der
letzen Jahre sowohl im Bereich der Lehre als auch im Umfeld der Forschung als positiv
angesehen werden. Die Rolle des Fachs Physik als Kernfach innerhalb des integrativen
Konzeptes Naturwissenschaften ist gesichert.
gez. Prof. Dr. Claus Rollinger
1
Wissenschaftliche Kommission Niedersachsen (Hrsg.): Forschungsevaluation an niedersächsischen
Hochschulen und Forschungseinrichtungen, Physik, Bericht der Gutachter, Hannover 2002. S. 80.
2
Wissenschaftliche Kommission Niedersachsen: Perspektiven der Natur- und Ingenieurwissenschaften in
Niedersachsen. Ergebnisbericht. März 2006. S. 34
3
Ebd. S. 34, S. 36.