Auf einen Blick

Colloidal Systems - AG Bechinger

Arbeitsgruppe Bechinger: Colloidal Systems

Our group is largely interested in colloidal systems, i.e. mesoscopic particles with diameters of 10 – 1000 nanometers which are suspended in a liquid. Although colloids are much larger than atoms, both systems are essentially driven by the same underlying equations and therefore share many properties. This similarity is particularly striking in situations which are governed by structural aspects or fluctuations as being important for phase transitions, glass formation, critical and dissipation phenomena etc. In contrast to atomic systems where the interactions are dictated by the electronic structure, in colloidal systems they can be largely tuned by external parameters such as optical, electrical or magnetic fields. This distinguishes colloids as versatile model systems which become increasingly important for the understanding of fundamental processes in solid state and material science but also for experimental tests of theories related to statistical physics.

Hybride Nanostrukturen - AG Schmidt-Mende

Arbeitsgruppe Schmidt-Mende: Hybride Nanostrukturen

Hybrid Nanostructures

We are interested in organic and hybrid nanostructures. One focus of our research is concerned with the fabrication and investigation of organic/inorganic hybrid solar cells with a focus on the fundamental physical processes in the devices, such as organic and perovskite solar cells. We aim to control the morphology to investigate the influence on device performance and physics. We investigate organic-organic, organic-inorganic and inorganic-inorganic interfaces and nanostructures that are responsible for functional properties. Fundamental processes of charge generation, transport and recombination as well as light coupling are directly influenced by manipulation of the interface and its nanostructure.

Licht und Materie - AG Baum

Arbeitsgruppe Baum: Licht und Materie

Atoms and electrons are the two central constituents of all materials in our surroundings, but their movements and reaction paths are so small and so fast that observation is close to impossible. By unifying electron microscopy with attosecond/femtosecond laser technology, we combine the awesome spatial resolution of modern electron microscopes with the spectacular time resolution that is offered by the cycle period of light. In this way, light-matter interaction and material transformations become visible on atomic dimensions in space and time.

Niederdimensionale Systeme - AG Fonin

Apl. Professor Fonin: Niederdimensionale Systeme

Magneto- and spin electronics stand at the boundary between fundamental physics research, materials science and technological applications. Of particular interest here are new classes of magnetic materials as well as the surface and interface properties of magnetic nanostructures. We focus on the investigation of the interplay between structural, electronic and magnetic properties of low-dimensional systems at surfaces.

Mesoskopische Systeme - AG Scheer

Arbeitsgruppe Scheer: Mesoskopische Systeme

Our research is mainly focused in the field of mesoscopic physics with strong emphasis on nanoelectronics where novel electronic transport phenomena in reduced dimensions are explored. Furthermore, it includes the study of mesoscopic superconductivity in hybrid systems consisting of superconductors and non-superconducting materials. In collaboration with Dr. Torsten Pietsch a variety of spin transport phenomena and nanomagnetism are studied in nanostructures down to the atomic scale. Another important research activity is given by the field of molecular electronics devoted to the study of electric and thermoelectric properties of single-molecule junctions with the aim to unravel their transport mechanisms. Jointly with Prof. Dr. Johannes Boneberg nanooptoelectronics, in which optical fields and nanoplasmonic elements are used to control the transport through atomic size conductors, are investigated. Finally, the vibrations of nanomembranes are explored as alternative control knob of the electronic transport behavior of atomic and molecular size circuits. 

Moderne Materialwissenschaften - AG Gönnenwein

Arbeitsgruppe Gönnenwein: Moderne Materialwissenschaften

Our scientific work focuses on the fabrication and investigation of multifunctional magnetic heterostructures and devices. We use magnetotransport, spin caloritronics and spin dynamics experiments to unravel the properties of thin films and nanostructures with complex magnetic textures or interesting topological features. In addition, we work on spin physics of fluctuations and spin current noise within the framework of SFB 1432.

Nano Optik - AG Boneberg

Apl. Professor Boneberg: Nano Optik

In our group the interaction of light with nanostructures as well as the application of light for the formation of nanostructures is studied in the following project areas: 

Photovoltaik - AG Hahn

Apl. Professor Hahn: Photovoltaik

Der Bereich Photovoltaik der Universität Konstanz ist aus dem Lehrstuhl für Angewandte Festkörperphysik hervorgegangen, der Mitte der 1970er Jahre von Prof. em. Ernst Bucher begründet wurde. Inzwischen handelt es sich um eine der weltweit größten universitären Gruppen, die sich mit angewandter Forschung auf dem Gebiet der Silizium-Photovoltaik beschäftigen. Die Ausstattung erlaubt die Prozessierung von Solarzellen mit labor- und industrienahen Prozessen sowie die detaillierte Charakterisierung von Wafern und Solarzellen. Zahlreiche Patente sind über Lizenzverträge bereits erfolgreich in die Industrie transferiert worden.

Für die Herstellung von Solarzellen stehen vielfältige Prozessierungstechnologien zur Verfügung. Damit können einerseits industrienahe Prozesse für großformatige Solarzellen basierend z.B. auf Siebdruckmetallisierung abgebildet werden. Andererseits werden neuartige Technologien und Prozessschritte im Labormaßstab eingesetzt, um deren Anwendungspotential für zukünftige Solarzellenkonzepte zu erforschen.

Physik komplexer Materialien - AG Müller

Arbeitsgruppe Müller: Physik komplexer Materialien

The focus of our group’s research is designing complex materials as well as their in-depth physical (electronic, magnetic, structural) characterization, with the goal of finding novel fundamental phenomena and functionalities possibly leading to applications in quantum-, information-, energy, or other technologies.

Physik weicher und lebender Materie - AG Karpitschka

Arbeitsgruppe Karpitschka: Physik weicher und lebender Materie

The group investigates the behavior of complex fluids at their interfaces with solids and gases. For instance, ball pens work well on paper, but would typically fail on glass. The reason for this is the different interaction of the ink, a complex fluid, with the different kinds of surfaces. Similarly, the quality of an ink-jet print depends critically on the drying behavior of the ink which is deposited as tiny droplets onto almost any kind of surface. From ambient humidity to surface porosity, various parameters will impact this process. The impact of our projects spans from everyday occurrence (e.g. paper) over biology to computer technology (silicon microchips).

Superconducting spintronics and quantum devices - AG Di Bernardo

Apl Professor Di Bernardo: Superconducting spintronics and quantum devices

Our group focuses on the investigation of the physical properties of systems combining superconductor (S) and ferromagnet (F) materials. Our research fits into the emerging research field currently known as ''superconducting spintronics'' which aims at developing electronic devices with high energy efficiency for large data centers and quantum technology applications. 

Theoretische Festkörperphysik und Quanteninformation - AG Burkard

Theorie der kondensierten Materie - AG Zilberberg

Arbeitsgruppe Zilberberg: Theorie der kondensierten Materie

In recent years, there has been rapid development in control and manipulation of coherent quantum systems. These advances allow for the study and utilization of coherent quantum phenomena as well as the exploration of quantum mechanical concepts that were formerly of purely theoretical interest in realistic many-body setups. Our research is centered on the study of electronic and photonic quantum engineered systems, with all its modern ramifications such as topology, out-of-equilibrium, controllability, and its consequences for fundamental physics and device applications. We are theoreticians that value a strong synergy with experiments for inter-disciplinary results.

Theorie der weichen Materie - AG Fuchs

Arbeitsgruppe Fuchs: Theorie der weichen Materie

Die AG ‚Theoretische Physik mit Schwerpunkt Weiche kondensierte Materie‘ entwickelt grundlegende Theorien über Materialien fern vom thermischen Gleichgewicht und testet diese mit Computersimulationen. Dies legt die Grundlagen für die Entdeckung und Optimierung moderner Prozesse in der Materialverarbeitung.  

Methoden der Statistischen Mechanik und der Theorie klassischer Vielteilchensysteme werden angewendet und verallgemeinert, analytisch und numerisch ausgewertet, und mit Simulationen und im Vergleich mit Experimenten an Modellsystemen der Soft Condensed Matter verglichen und getestet. Die ‚Soft Matter‘ umfasst komplexe Flüssigkeiten, makromolekulare Systeme (Kunststoffe), ungeordnete Festkörper (Gele und Gläser) und biologische Strukturen (z.B. Biomoleküle, Zellen, biologische Gewebe), d.h. im Allgemeinen Systeme mit Strukturen auf der Nano- bis Mikrometer Skala, in denen Fluktuationen und mesoskopische Korrelationen eine zentrale Rolle spielen.  Unsere Gruppe untersucht besonders Grundlagen des mechanischen Verhaltens, des Transports und der Hydrodynamik von kolloidalen Dispersionen, Polymerschmelzen und (metallischer) Mehrkomponenten-Schmelzen. Auch aktive Teilchen, die als Modelle von Tierpopulationen dienen, werden studiert.

Theorie des Quantentransports - AG Belzig

Arbeitsgruppe Belzig: Theorie des Quantentransports

Our research focus is on the following topics:

  • Theory of Condensed Matter and Quantum Transport
  • Superconductivity, Superconducting Nanostructures and Devices
  • Quantum Theory and Quantum Simulation
  • Hybrid Quantum and Nanoelectromechanical Systems
  • Quantum Magnonics and Spin Transport in Heterostructures

Theorie magnetischer Materialien - AG Nowak

Arbeitsgruppe Nowak: Theorie magnetischer Materialien

Die Forschungsarbeiten unserer Gruppe befassen sich mit der Theorie der kondensierten Materie und der statistischen Physik, wobei der Schwerpunkt auf Materialien für spintronische Anwendungen liegt, wie z. B. Datenverarbeitung, Sensorsysteme, Energieumwandlung und biomedizinische Therapien. Der wesentliche Aspekt der Spintronik ist der Transport und die Kontrolle von Drehimpuls, wobei faszinierende Phänomene oft durch die Spin-Bahn-Kopplung verursacht werden, ein relativistischer Effekt, der den Spin des Elektrons mit seinem Orbitalmoment koppelt und eine zentrale Rolle in Quantenmaterialien spielt. Spin-Bahn- Kopplung führt zu Phänomenen wie der Dzyaloshinskii-Moriya-Wechselwirkung, eine chirale Spin-Spin-Wechselwirkung, die topologische Spin-Texturen begünstigt. Der Drehimpulstransfer ist auch für das Verständnis der ultraschnellen Spindynamik entscheidend. Jüngste Arbeiten zur ultraschnellen Entmagnetisierung in Ferromagneten haben gezeigt, dass Drehimpuls auf Femtosekunden-Zeitskalen vom Spinsystem auf das Gitter übertragen werden kann. Dies führt zu einem weiteren Baustein der Spintronik, der Erforschung der mikroskopischen Mechanismen, die den Drehimpuls zwischen dem Spinsystem und dem Gitter übertragen.

Ultrakurzzeitphysik und Photonik - AG Leitenstorfer