Führungen in die Forschungsgruppen

Universität Osnabrück
Fachbereich Physik
Physik-Probestudium 2016
Führungen in die Forschungsgruppen
Am Di, 22. 3., werden Führungen in die Forschungsgruppen im Hause angeboten (Näheres
siehe Folgeseiten). Sie haben die Möglichkeit, zwei verschiedene Forschungsgruppen zu
besuchen, für die Sie sich am Ankunftstag eintragen können.
1. Führung: 11.00 bis 11.30 Uhr
2. Führung: 11.35 bis 12.05 Uhr
Folgende Forschungsgruppen bieten die Führungen an:
1. Dünne Schichten und Grenzflächen (Prof. Wollschläger – Experimentalphysik)
2. Makromolekülstruktur (Prof. Steinhoff – Experimentalphysik)
3. Ultrakurzzeitphysik (Prof. Imlau – Experimentalphysik)
4. NanoScience (Prof. Reichling – Experimentalphysik)
5. Elektronische Struktur (Dr. Küpper – Experimentalphysik)
6. Didaktik der Physik (Prof. Berger – Physikdidaktik), nur 1. Führung
7. Quantenthermodynamik (Prof. Gemmer – Theoretische Physik)
Führungen in die Forschungsgruppen - Gebäudeplan
7. Quantenthermodynamik
Südflügel (R. 32/409)
6.Didaktik der Physik
Südflügel (R. 32/411)
2.Makromolekülstruktur
Westflügel (R. 32/352)
4.NanoScience
Ostflügel (R. 32/370)
1.Dünne Schichten
und Grenzflächen
Westflügel (R. 32/250)
5.Elektronische Struktur
Südflügel (R. 32/213)
3.Ultrakurzzeitphysik
Westflügel (R. 32/134)
Haupteingang
Universität Osnabrück
Fachbereich Physik
Physik-Probestudium 2016
Führungen in die Forschungsgruppen
Im Zuge der fortschreitenden Miniaturisierung in
der Halbleiterindustrie werden neue Verfahren und
Materialien zur Herstellung von Bauteilen und
Schaltungsstrukturen immer wichtiger. Die dafür
Westflügel (32/250), 2. Stock
essentiell wichtige Grundlagenforschung wird im
universitären Bereich in der Physik und hier speziell in der Oberflächenphysik durchgeführt.
In Ultrahochvakuumkammern werden verschiedene Materialien, die neue oder verbesserte Eigenschaften aufweisen, auf Metall- oder Halbleitersubstrate aufgedampft und deren Wachstum sowie die
sich ergebenden Strukturen untersucht. Eines der hierbei verwendeten Verfahren ist die Beugung
langsamer Elektronen (LEED) im Energiebereich zwischen 40eV und 200eV. Damit lassen sich Veränderungen der Morphologie, die durch Variation der Präparationsparameter hervorgerufen werden,
während des Aufdampfprozesses qualitativ und quantitativ nachweisen.
Die Laborführung umfasst eine kurze Einführung in die Ultrahochvakuumtechnik und die verwendeten
Messverfahren. Danach wird mit Hilfe des LEEDs an einer UHV-Kammer eine Messung an einem
Siliziumkristall vorgenommen.
1. Dünne Schichten und Grenzflächen
(Arbeitsgruppe Prof. Wollschläger)
Die Arbeitsgruppe für Makromolekülstruktur befasst sich
mit der Bestimmung der Struktur und der Dynamik biologisch oder medizinisch relevanter Makromoleküle mit dem
Ziel, ihre Funktion auf atomarer Ebene zu verstehen.
Westflügel (32/352), 3. Stock
Besonderes Gewicht liegt dabei auf der Anwendung und
der Weiterentwicklung des sehr jungen Ansatzes der ortsspezifischen Spinmarkierung in Verbindung mit der Elektronenspinresonanz-Spektroskopie: Bei
dieser Methode wird an eine interessierende Stelle des Makromoleküls ein kleines Molekül mit einem
magnetischen Moment gebunden. Über die absorbierte Energie der magnetischen Momente während
der Umorientierung in einem externen, starken Magnetfeld lassen sich Rückschlüsse auf die Umgebung innerhalb des Makromoleküls ziehen.
Die Laborführung wird einen Einblick geben in die Elektronenspinresonanz (ESR) sowie in weitere
interdisziplinär geprägte Verfahren der Arbeitsgruppe. Außerdem sollen typische Aufgaben und Tätigkeiten von angehenden Physikern im Rahmen von Abschlussarbeiten vorgestellt werden.
2. Makromolekülstruktur
(Arbeitsgruppe Prof. Steinhoff)
Optische Technologien, wie DVD-Player,
LCD-Displays, Laserpointer, Leuchtdioden
u.v.m. sind in unseren Alltag sehr verbreitet. Diese Technologien nutzen eine Reihe
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physikalischer Phänomene, die speziell in
optischen Materialien wie beispielsweise in
Gläsern, Kristallen und Flüssigkristallen oder Polymeren, beobachtet werden. Im Hinblick auf neue
optische Technologien werden in unseren Laboratorien verschiedene - meist noch unverstandene physikalische Phänomene in optischen Materialien und die optischen Eigenschaften der Materialien
selbst untersucht.
Die Laborführung beginnt mit einer kurzen Einführung in die Welt der optischen Technologien. Die
experimentelle Vorgehensweise bei der Erforschung neuer Phänomene wird in unseren LaserLaboratorien an verschiedenen Aufbauten demonstriert. Im Mittelpunkt der Führung stehen optische
Materialien für Hochleistungslasersysteme, für holographische Massenspeicher, für Telekommunikationsanwendungen, aber auch für leistungsstarke CPUs der nächsten Generation.
3. Ultrakurzzeitphysik
(Arbeitsgruppe Prof. Imlau)
Bei Untersuchungen von Nanostrukturen wird die der
Rasterkraftmikroskopie eingesetzt. Dabei werden Wechselwirkungskräfte zur Abbildung atomarer Strukturen ausgenutzt (z. B. Van-der-Waals-Kräfte oder Coulomb-Kräfte).
Ostflügel (32/370), 3. Stock
Wird ein schwingender Biegebalken mit scharfer Spitze in
die Nähe einer Probenoberfläche gebracht, führt die Kraftwirkung zwischen Spitze und Probe zu einer
Änderung der Resonanzfrequenz. Aus der Änderung der Schwingungsfrequenz kann auf Art und
Stärke der Wechselwirkung zurückgeschlossen und so ein Bild der Oberfläche erstellt werden. Weiterhin ist es möglich, Oberflächen mit der Spitze punktgenau zu manipulieren.
In der Laborführung wird die Technik der Rasterkraftmikroskopie erläutert sowie ein Einblick in die
Forschungsarbeit am Rasterkraftmikroskop gegeben.
4. NanoScience
(Arbeitsgruppe Prof. Reichling)
Das Grundprinzip der Elektronenspektroskopie ist der Photoeffekt. Aufgrund der elementspezifischen Bindungsenergie
der Elektronen ist die Elektronenspektroskopie ein gebräuchliches Verfahren zur chemischen Analyse von Feststoffen und
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Gasen. Die zu untersuchende Probe wird dazu ins Vakuum
gebracht und mittels monochromatischer Röntgenstrahlung
angeregt. Die dabei freigesetzten Elektronen werden analysiert und geben ein Bild von der chemischen Zusammensetzung der Probe. Des Weiteren können bestimmte magnetische Eigenschaften
der Probe charakterisiert werden. Damit die Elektronen den Analysator so verlustfrei wie möglich
erreichen können und die Oberfläche des Materials rein bleibt, befindet sich die zu messende Probe
im Ultrahochvakuum von ca. 10-9 mbar.
Die Laborführung gibt einen Einblick in Untersuchungstechniken und erläutert die Vakuum- und Analyseanlagen.
5. Elektronische Struktur
(Arbeitsgruppe Dr. Küpper)
6. Didaktik der Physik
(Arbeitsgruppe Prof. Berger)
Südflügel (32/411), 4. Stock
Wer sich für Physik interessiert, wem aber darüber hinaus
auch die Arbeit mit Menschen und vor allem mit Kindern und
Jugendlichen (am Herzen) liegt, für den ist vielleicht ein Physikstudium mit einem Lehramtsabschluss genau das Richtige.
Welche Voraussetzungen sind dafür notwendig und worin
unterscheidet sich die Lehramtsausbildung von einem fach-
physikalischen Studium?
Diese Fragen werden im Rahmen der Führung diskutiert und beantwortet. Zudem gibt es einen kleinen Einblick in Forschungsfelder der Physikdidaktik. Sie sind sicher auch für noch Unentschlossene
interessant – denn: Auch viele Fachphysikerinnen und -physiker führt es inzwischen nach ihrem
Studium an eine Schule.
Unser Forschungsgebiet ist die Quantenthermodynamik.
Wir untersuchen Aspekte der quantenmechanischen Grundlagen der Thermodynamik - hier geht es um neuere Versuche, die Thermodynamik direkt aus der Quantenmechanik
Südflügel (32/409), 4. Stock
abzuleiten. Ferner beschäftigen wir uns mit Transporttheorie, bei der z. B. der Wärmetransport in eindimensionalen Quantenspinketten untersucht wird. Dazu
kommen Fragestellungen der Nano-Thermodynamik: Wie groß muss ein System sein, um thermodynamisches Verhalten zu zeigen? Die Forschungsfragen der Gruppe Quantenthermodynamik sind auf
der Basis von Physik auf Gymnasialniveau teilweise schwer zugänglich. Daher unternehmen wir bei
dem Besuch in der Forschungsgruppe vorrangig den Versuch skizzenartig, aber grundlegend zu
erklären, was Theoretische Physik eigentlich ist; wir erläutern Ziele, Aufbau, Methoden, etc. Anschließend wird die Arbeit der Gruppe kurz in diesen Kontext eingebettet.
7. Quantenthermodynamik
(Arbeitsgruppe Prof. Gemmer)