Festkörper und Flüssigkeiten, Gase und Plasmen, Halb- und Supraleiter, Gläser und Magnete – die Festkörperphysik versucht Antworten zu finden, wie es zu dieser schillernden Fülle von Materieformen kommt.
Glas begegnet uns jeden Tag in den verschiedensten Formen. Und obwohl das durchsichtige Material schon seit vielen Jahrhunderten zum Einsatz kommt, steht es noch immer im Fokus physikalischer Forschung.
Obwohl Quasikristalle bereits vor 30 Jahren entdeckt wurden, sind viele ihrer Eigenarten noch nicht verstanden. Inzwischen könnten aus einer neuen Art von Quasikristallen Materialien mit besonderen Eigenschaften entstehen.
Multiferroika vereinen in sich so verschiedene Eigenschaften wie Magnetismus und Ferroelektrizität. Diese Koexistenz in einem Material ermöglicht völlig neue physikalische Phänomene.
Metalle sind extrem vielseitig. Sie leiten Strom und Wärme, sind bei Raumtemperatur entweder hochfest oder weich wie Butter. Metalle sind mit Abstand die häufigsten Elemente des Periodensystems.
Die Erfindung des Transistors 1947 und der Kunstgriff der Dotierung brachten den Durchbruch für die Halbleiterindustrie.
Ob metallischer Glanz, Rost oder Reibung – die obersten Atomschichten einer Substanz bestimmen wesentlich, wie sie aussieht, wie sie reagiert und wozu sie alles nützlich sein kann.
Da sich sowohl die anorganische als auch die organische Materie aus den gleichen Bausteinen zusammensetzt, treffen in der Nanowelt die Fachbereiche Physik, Biologie und Chemie aufeinander.
Mit dem Physik-Nobelpreis wurden 2010 Andre Geim und Konstantin Novoselov für ihre Grundlagenforschung zu Graphen ausgezeichnet. Graphen besteht aus einem Gitter aus Kohlenstoffatomen, seine außergewöhnlichen Eigenschaften machen ihn für zahlreiche Anwendungen interessant.
Einige Materialien zeigen keinen elektrischen Widerstand mehr, wenn man sie unterhalb einer bestimmten Temperatur abkühlt. Aus vielen Bereichen der Forschung ist diese sogenannte Supraleitung nicht mehr wegzudenken.
Metamaterialien sind künstlich hergestellte Werkstoffe mit optischen, elektrischen oder magnetischen Eigenschaften, die in der Natur nicht vorkommen. Hier finden Sie eine Übersicht unserer Beiträge zum Thema.
Elektronische Bauteile werden immer kleiner. Selbst einzelne Moleküle übernehmen bereits Funktionen in Schaltkreisen: So dient beispielsweise ein einzelner Proteinkomplex als Solarzelle.
Der Magnetismus bildet unter anderem die Grundlage von Festplattenspeichern in der Computertechnik und macht Untersuchungen mit Kernspintomografie möglich.
Um die Geheimnisse der Stoffe zu enthüllen, müssen große Maschinen und Geräte gebaut werden, die mit den Methoden der Streuung von Licht oder Teilchen arbeiten.
In der Spintronik zeigen Elektronen, dass sie für weit mehr verwendet werden können als nur für Elektronik, nämlich wenn ihr Spin genutzt wird.
Ein nicht unerheblicher Teil der von uns genutzten Energie geht in Form von Wärme verloren. Thermoelektrische Materialien könnten diese Verlustwärme in Strom umwandeln und dadurch wieder nutzbare Energie erzeugen.
