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Experimentalphysik


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Wissenschaftstheoretische Studien, Begriffsbildung, Elementarisierung, Computersimulationen, Untersuchung von Physikunterricht, Astronomie » WWW


Interdisziplinäre Zusammenarbeit der drei naturwissenschaftlichen Fachdidaktiken (Biologie, Chemie und Physik) sowie der Empirischen Bildungsforschung und der Lehr-Lernpsychologie, die sich - ansetzend an den durch die international vergleichenden Schulleistungsstudien deutlich gewordenen Problemen des naturwissenschaftlichen Unterrichts - auf Forschungsvorhaben konzentriert, die der Verbesserung des Ertrags des naturwissenschaftlichen Unterrichts dienen. » WWW

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Emeriti und Prof. i.R.

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Geschichte des Physikunterrichts, Johann Gottlob Leidenfrost, Physikuntericht im internationalen Vergleich, Konzeption physikalischer Ausstellungen, Herausgabe von Physikbüchern und Arbeitsmitteln für die Schule » WWW


Angewandte Optik » WWW


Elektronische Struktur von Metallen, Oxiden und deren Oberflächen » WWW



 


Reaktive Molekülplasmen und Niedertemperaturplasmen » WWW


Herstellung metallischer Nanostrukturen und Charakterisierung ihrer strukturellen, elektrischen und magnetschen Eigenschaften » WWW


Ab-initio Dichte-Funktional-Theorie; Molekulardynamiksimulationen zur Nukleation und zum Wachstum von Nanopartikeln; Phasenübergänge » WWW


Elektronische Struktur von Metallen, Oberflächen und dünnen Schichten; magnetische Eigenschaften; Dichte-Funktional-Theorie; Low-Energy Electron Diffraction (LEED), Photoemission


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Quanten-Chaos, Quanten-Optik » WWW

Prof. Dr. Gerhard Heber
 


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Sonderforschungsbereich (SFB 445)


SFB 445

Nanopartikel aus der Gasphase
Entstehung, Struktur, Eigenschaften




Sprecher: Prof. Dr. A. Lorke
Fachbereich Physik
Universität Duisburg-Essen
Lotharstr. 1 / ME 245
47048 Duisburg
Tel.: +49 – (0)203 – 379 – 3264
Fax: +49 – (0)203 – 379 – 2709
Email:


Stellvertreter: Prof. Dr. M. Winterer
Institut für Verbrennung und Gasdynamik
Universität Duisburg-Essen
Lotharstr. 1 / MA 345
47048 Duisburg
Tel.: +49 – (0)203 – 379 – 4446
Fax: +49 – (0)203 – 379 – 4453
Email:


Sekretariat: Frau Rosa Abts
Sekretariat des SFB 445
Universität Duisburg-Essen
Lotharstr. 1 / ME 245
47048 Duisburg
Tel.: +49 – (0)203 – 379 – 3155
Fax: +49 – (0)203 – 379 – 2709
Email:



Nano-Partikel sind ein Teilaspekt im Kanon der Nano-Technologie, und Nano-Partikel aus der Gasphase, die Gegenstand des vorliegenden Sonderforschungsbereiches sind, stellen eine wichtige Eingrenzung der Themenstellung auf die Gasphase als Entstehungs- und Transportraums dar.

Nano-Partikel weisen verglichen mit kompaktem Material reduzierte Abmessungen in allen drei Dimensionen auf. Dies wird vielfach als Reduzierung der Dimensionen von 3d in Richtung auf 0d bezeichnet. Wegen des großen Oberfläche- zu Volumenverhältnisses dominieren Grenzflächeneffekte. Nano-Partikel weisen deshalb im Gegensatz zum entsprechenden "bulk" neue, sehr interessante physikalische und chemische Eigenschaften auf.

Pulver aus Nano-Partikeln sind auch die Basis für neuartige Materialien, wie neue keramische Werkstoffe (nano-composites), neuartige Katalysatoren oder neue elektrische und magnetische Bauelemente und Sensoren. Es hat sich gezeigt, daß die Eigenschaften der Nano-Materialien sehr wesentlich von den Partikeleigenschaften, d. h. von deren Größe, Morphologie, Oberflächenreinheit, Ladungszustand usw. abhängig sind. Damit kommen sowohl den Erzeugungsprozessen als auch der Charakterisierung von Nano-Partikeln große Bedeutung zu.

Der Sonderforschungsbereich hat sich zum Ziel gesetzt, die Entstehungsvorgänge von Nano-Partikeln aus der Gasphase im Experiment und in Computersimulationen und Modellrechnungen zu untersuchen, sie hinsichtlich ihrer Morphologie und ihres physikalischen und chemischen Verhaltens zu charakterisieren und die Beziehungen zwischen Partikelstruktur und Partikeleigenschaften herauszuarbeiten. Um dieses Ziel zu erreichen, führt er fachbereichs- und fächerübergreifend verschiedene Forschergruppen zusammen, die über die notwendigen experimentellen und theoretischen Erfahrungen verfügen und die apparativen Voraussetzungen erfüllen.


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Sonderforschungsbereich (SFB 491)


SFB 491

Magnetische Heteroschichten:
Struktur und elektronischer Transport




Sprecher: Prof. Dr. Dr. h.c. H. Zabel
Institut für Experimentalphysik IV
Ruhr Universität Bochum
NB 4/131
44780 Bochum
Tel.: +49 – (0)234 – 32 – 23649
Fax: +49 – (0)234 – 32 – 14173
Email:


Stellvertreter: Prof. Dr. M. Farle
Fachbereich Physik
Universität Duisburg-Essen
Lotharstr. 1 / ME 347
47048 Duisburg
Tel.: +49 – (0)203 – 379 – 2075
Fax: +49 – (0)203 – 379 – 2098
Email:


Sekretariat: Frau Petra Hahn
Sekretariat des SFB 491
Institut für Experimentalphysik IV
Ruhr Universität Bochum
44780 Bochum
Tel.: +49 – (0)234 – 32 – 23627
Fax: +49 – (0)234 – 32 – 14173
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oder
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Heteroschichtstrukturen sind auf Nanometer-Skala künstlich geschichtete und durch wohldefinierte Grenzflächen getrennte Materialien mit neuartigen physikalischen Eigenschaften. Das Ziel des SFB 491 ist es, die physikalischen Grundlagen von solchen Heteroschichtsystemen zu erarbeiten, die ein großes technologisches Potential für Anwendungen in verschiedenen Bereichen der Informations- und Kommunikationstechnologie haben, insbesondere im Bereich der nichtflüchtigen Datenspeicherung, der Magnetfeldsensorik und der Steuerung zukünftiger Datenträger.


Zwei Richtungen zeichnen sich bei der internationalen Entwicklung deutlich ab. Die eine Richtung fokussiert sich auf Nanomagnetismus, die andere Richtung auf Magneto- bzw. Spinelektronik. Im Bereich des Nanomagnetismus stehen Fragen der Spinstruktur von Grenzflächen, nanostrukturierten Streifen und Inseln, Ummagnetisierungsprozesse und Austauschasymmetrie im Vordergrund. Bei der Magneto- und Spin-Elektronik geht es um den spinpolarisierten Elektronentransport zwischen ferromagnetischen Kontakten, um die Spininjektion in Halbleiter und um die Steuerung ballistischer Spins in eindimensionalen Quantenkanälen. Beide Richtungen, Nanomagnetismus und Magneto- bzw. Spinelektronik, sind im SFB 491 vertreten, und bilden sich auf die Projektbereiche A und B ab.


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Sonderforschungsbereich (SFB 616)


SFB 616

Energie-Dissipation an Oberflächen




Sprecher: Prof. Dr. M. Horn-von Hoegen
Fachbereich Physik
Universität Duisburg-Essen
Lotharstr. 1
47048 Duisburg
Tel.: +49 – (0)203 – 379 – 1438
Fax: +49 – (0)203 – 379 – 1555
Email:


Stellvertreter: Prof. Dr. Eckart Hasselbrink
Physikalische Chemie
Universität Duisburg-Essen
D-45117 Essen

Tel.: +49 – (0)201 – 183 – 3056
Fax: +49 – (0)201 – 183 – 3228
Email:


Sekretariat: Frau Maria Dunke
Sekretariat des SFB 616
Fachbereich Physik
Universität Duisburg-Essen
Lotharstr. 1
47048 Duisburg
Tel.: +49 – (0)203 – 379 – 1545
Fax: +49 – (0)203 – 379 – 1546
Email:



The transformation of one kind of energy into another kind of energy accompanies all processes in our world, and frequently also propels them. Many of these transformations – like the chemical reactions of catalysts or in sensors, or the mechanical friction or dispersion of charge carriers in microprocessors – take place at the surfaces, or at the interfaces of solid materials.

The SFB 616 targets the clarification of these elementary procedures through the energy dissipation at surfaces. The program of the SFB is broadly designed and comprises the whole spectrum of stimulation and relaxation from the eV regime (particle interaction, laser stimulation, reactions and surfaces) through phonons and friction losses in the meV regime, to the meV area (electromigration).

The research sub-groups of the SFB are devided into three sections:

Section A: Particles

Here, the primary input of energy occurs via the interaction of clusters, molecules, atoms, or ions with the surface. The amount of transferred energy ranges from eV to few keV. In projects A1-A5, energy dissipation processes are studied by means of spectroscopic techniques. The experiments are not time resolved but quasi-stationary.

Section B: Dynamics

This section focuses on the dynamic observation of the energy dissipation process. This requires the excitation of a surface via an ultra-short laser pulse providing photonenergies of a few eV. Using the pump-probe technique with a second delayed pulse probes the reaction of the system upon excitation. In projects B1-B5, diffraction, spectroscopic, and imaging techniques are used.

Section C: Friction

This section involves the study of the transport of particles and electrons at surfaces and in thin layers, particularly the energy dissipation due to both mechanical friction as well as electronic friction due to scattering at the surface and interfaces. Also, the elementary processes of materials transport (electromigration and wear) will be studied. In projects C1-C4, spectroscopic and imaging techniques are used.


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Sonderforschungsbereich (SFB / TR12)


SFB / TR12

Symmetries and Universality in Mesoscopic Systems




Sprecher: Prof. Dr. Alexander Altland
Tel: +49-221-470-4219
Fax: +49-221-470-5159
E-Mail:


Stellvertreter: Prof. Dr. Martin Zirnbauer
Tel: +49-221-470-4302
Fax: +49-221-470-5159
E-Mail:


Stellvertreter: Prof. Dr. Thomas Guhr
Tel: +49-203-379-4730
E-Mail:


Stellvertreter: Prof. Dr. Alan Huckleberry
Tel: +49-234-322-3326
Fax: +49-234-321-4498
E-Mail:


Sekretariat: Frau Heike Sahm
Sekretariat des SFB/TR12
Institut für Theoretische Physik
Universität zu Köln
Zülpicher Str. 77
50937 Köln
Tel.: +49 – (0)221 – 470 – 7467
Fax: +49 – (0)221 – 470 – 5159
Email:



Mesoscopic systems, being situated at the boundary between the quantum and classical worlds, exhibit spectral and transport properties that obey universal laws controlled by symmetry. On mesoscopic scales, classical chaos leads to structural stability, and the dynamics of the relevant observables is influenced by disorder; quantum mechanical coherence has not yet been obliterated by thermal and dissipative effects; and interactions between the constitutive degrees of freedom need not be hidden in mean fields.



Guided by the concept of symmetry classes and its recently discovered extension, it is the purpose of the SFB/TR to explore the domain of mesoscopic phenomena for fermionic and bosonic systems, and to firmly establish the mechanisms underlying universality. The mathematical objects basic to this endeavor are symmetric spaces of compact and non-compact type and their generalizations in the category of supermanifolds, whose geometry, analysis and field theory is to be developed. To make the connection with the quasiclassical physics of short wave lengths, our research proposal complements the spectral analysis of deterministic and stochastic operators by investigations of (i) the geometry of the associated dynamical systems, (ii) the semiclassical asymptotics emerging from trace formulas, and (iii) limit phenomena in the representation theory of Lie groups. Random matrix theory will play an important role in the stochastic modeling of universal behavior.


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Forschergruppen



Naturwissenschaftlicher Unterricht in Essen



Sprecher: Prof. Dr. Hans E. Fischer
Didaktik der Physik
Schützenbahn 70
D-45127 Essen

Tel: +49 (0)201 183 4644
Fax: +49 (0)201 183 4642


In interdisziplinärer Zusammenarbeit der drei naturwissenschaftlichen Fachdidaktiken (Biologie, Chemie und Physik) sowie der Empirischen Bildungsforschung und der Lehr-Lernpsychologie wird sich die Gruppe – ansetzend an den durch die international vergleichenden Schulleistungsstudien deutlich gewordenen Problemen des naturwissenschaftlichen Unterrichts – auf Forschungsvorhaben konzentrieren, die der Verbesserung des Ertrags des naturwissenschaftlichen Unterrichts dienen. Die Forschergruppe wird sich dabei auf fünf Problemkomplexe konzentrieren: auf die Konzeption der naturwissenschaftlichen Grundbildung, auf die horizontale und vertikale Dimension der inhaltlichen Vernetzung, auf die Unterrichtsmethoden, auf den Stellenwert des naturwissenschaftlichen Unterrichts sowie auf die Lehrerbildung. In einer ersten Phase von drei Jahren wird es zunächst darum gehen, vorwiegend deskriptiv orientierte Forschung zur weiteren Klärung der so offenkundig gewordenen Probleme und ihrer Bedingungsgefüge voranzutreiben. In einer zweiten Phase von weiteren drei Jahren sollen die gewonnenen Erkenntnisse in konkrete Interventionsansätze umgesetzt und empirisch erprobt werden. In einer dritten Phase von dann noch zwei Jahren sollen schließlich die Ergebnisse der präskriptiv orientierten Interventionsforschung zu Implementationsforschung in der ersten und zweiten Phase der Lehrerbildung sowie in der Lehrerfortbildung führen. Die Verbindung der Arbeit der Forschergruppe mit einer einzurichtenden Nachwuchsgruppe und mit einem Graduiertenkolleg soll zugleich einen Beitrag dazu leisten, die Basis der empirisch orientierten Forschung zu verbreitern und die Ausbildung von Nachwuchs zu verstetigen.

Am Lehrstuhl für Lehr-Lernpsychologie sind zwei Projekte der Forschergruppe angesiedelt. Das eine Projekt (Projekt Lernprozesse) behandelt den Regulationsprozess beim experimentellen Lernen und Problemlösen in physikalischen Inhaltsbereichen. Das zweite Projekt (Projekt Visualisierung) untersucht den Einfluss selbstgenerierter und vorgegebener Bilder beim Lernen mit Texten aus dem Fach Chemie.


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Graduiertenkollegs



Nanotronics - Photovoltaik und Optoelektronik aus Nanopartikeln

Sprecher:

Nanoparticle Process Technology
Department of Engineering Sciences
University of Duisburg-Essen
Lotharstr. 1
D-47057 Duisburg
Tel: +49 (0)203 379-4446
Fax: +49 (0)203 379-4453



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Naturwissenschaftlicher Unterricht in Essen

Sprecherin: Prof. Dr. Elke Sumfleth

Institut für Didaktik der Chemie
Schützenbahn 70
D-45127 Essen
Tel: +49 (0)201 183-3757
Fax: +49 (0)201 183-3149


Das Forschungsprogramm des Graduiertenkollegs Naturwissenschaftlicher Unterricht entspricht dem Forschungsprogramm der gleichnamigen Forschergruppe und zielt darauf ab, die Probleme des naturwissenschaftlichen Unterrichts auf den Ebenen der individuellen Schülerinnen und Schüler (instruktionspsychologische Orientierung), auf der Ebene des Unterrichts (fachdidaktische Orientierung) und auf der Ebene der Schule und des Schulsystems (Bildungsforschungs-Orientierung) zu untersuchen. Die Dissertationen der Stipendiaten werden sowohl in theoretischer als auch in forschungsmethodischer Hinsicht eng an die Forschergruppenprojekte gebunden. Ziel des Studienprogramms ist es, die Kollegiaten durch Methodenkurse, Workshops, Doktorandenkolloquien und Forschungsseminare zu befähigen, theoriegeleitete empirische Forschung auf methodisch hohem Niveau zu betreiben, die geeignet ist, die Praxis des naturwissenschaftlichen Unterrichts mittel- bis langfristig zu verbessern. In das Studienprogramm sind nationale und internationale Experten integriert, und es werden dreimonatige Auslandaufenthalte in einschlägigen Forschergruppen angestrebt.

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EU-Projekte
 


Multifunctional Ceramic Layers with High Electromagnetoelastic Coupling in Complex Geometries (MULTICERAL)
EU funded Specific Targeted Research European Project (STREP)
(Contract No. NMP-CT-2006-032616) Duration: 1.11.2006 – 31.10.2009)

Participant: Prof. Dr. W. Kleemann
Fachbereich Physik
Universität Duisburg-Essen
Lotharstr. 1 / MD 426
47048 Duisburg
Tel.: +49 – (0)203) – 379 – 2809, - 2841 (secr.)
Fax: +49 – (0)203) – 379 – 1965
Email: wolfgang.kleemann@uni-due.de http://kleemann.uni-duisburg.de Email:
http://kleemann.uni-duisburg.de


Nano-engineered magnetic materials for spintronics and magnetologic applications
EU funded Marie Curie Excellence Grant
for Dr. A. Ney
(Contract No.: MEXT-CT-2004-014195) Duration: 1.06.2005 - 31.05.2009

Coordinator: Prof. Dr. M. Farle
Fachbereich Physik
Universität Duisburg-Essen
Lotharstr. 1 / ME 347
47048 Duisburg
Tel.: +49 – (0)203 – 379 – 2075, -2382 (secr.)
Fax: +49 – (0)203 – 379 – 2098
Email:
http://agfarle.uni-due.de





Letzte Änderung: 14.06.2011 - Impressum - Kontakt: webmaster@physik.uni-duisburg-essen.de