Fachbereich Physik

BioNanoPhysics Center

Beteiligte Arbeitsgruppen

Plasmonische Nanostrukturen

Prof. Dr. Monika Fleischer

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit Licht-Materie-Wechselwirkung in plasmonischen Nanostrukturen und deren Hybridsystemen. Dabei kommen lithografische Nanostrukturierungsverfahren, hochauflösende Mikroskopie und Spektroskopie sowie numerische Simulationen zum Einsatz. So untersuchen wir die spektralen Eigenschaften von Nanoantennen, verwenden diese u.a. als optische Sensoren, oder analysieren Ladungs- und Energietransfer zu Nanoemittern.

Neue Materialien und Elektronenmikroskopie

Prof. Dr. Jannik Meyer 

Wir erforschen neue Materialien, insbesondere 2D Materialien und andere niedrigdimensionale Systeme, bei denen sich die besonderen elektronischen, mechanischen oder optischen Eigenschaften in  vielfältiger Weise kombinieren lassen, indem man sie aufeinanderstapelt. Wir untersuchen dabei die Struktur, Zusammenhänge zwischen Strukturveränderungen und den Eigenschaften sowie neue Wege zur gezielten Manipulation dieser Materialien, vor allem mittels atomar aufgelöster Elektronenmikroskopie.

Theorie und Simulation von weicher Materie

Prof. Dr. Martin Oettel

Wir untersuchen Gleichgewicht und Dynamik in einfachen Kolloidmodellen mittels analytischer Theorie und Vielteilchensimulationen. Anwendungen, die wir in Zusammenarbeit mit anderen Mitgliedern des Zentrums verfolgen, reichen von Hartkugelsystemen über vergröberte Modelle für Proteine bis zur Wachstumsdynamik von dünnen Filmen.

Statistische Physik von weicher und biologischer Materie

Prof. Dr. Roland Roth

Wir untersuchen die Struktur, Thermodynamik und das Phasenverhalten von stark eingeschränkten Vielteilchen Systemen der weichen und biologischen Materie, wie etwa Flüssigkeiten, kolloidale Suspensionen und Proteinlösungen, mithilfe von modernen statistischen Methoden, wie klassischer Dichtefunktionaltheorie (DFT) und Computer Simulationen. Wir arbeiten eng mit anderen Gruppen des Zentrums zusammen.

Experimentelle klassische Vielteilchenphysik im Nicht-Gleichgewicht

apl. Prof. Dr. Hans-Joachim Schöpe

Physikalische Phänomene fernab des Gleichgewichts stellen eines der letzten ungelösten Rätsel der klassischen Physik dar. Außerhalb des Gleichgewichts führen spezielle nicht-stationäre Prozesse das System in den nächsten Gleichgewichtszustand. Um diese zu identifizieren, untersuchen wir einfache kolloidale Modellsysteme mit hochentwickelten Experimenten mittels Mikroskopie, Streuung und Spektroskopie. Ein tieferes Verständnis dieser Prozesse hilft unter anderem, Selbstorganisation zu verstehen und neue Materialien zu entwickeln.

NanoBioPhysik und Medizinische Physik

Prof. Dr. Tilman Schäffer

Wir untersuchen mechanische Eigenschaften lebender Zellen und Gewebe, dynamische Wechselwirkungen einzelner Biomoleküle sowie Transportprozesse in künstlichen und natürlichen Membranen. Zu diesem Zweck entwickeln und nutzen wir neuartige Instrumente und Methoden der hochauflösenden Mikroskopie, insbesondere der Kraftmikroskopie (AFM) und der Ionenleitfähigkeitsmikroskopie (SICM), kombiniert mit optischer Mikroskopie (Fluoreszenzmikroskopie, Laser-Scanning-Mikroskopie).

Physik der molekularen und biologischen Materie

Prof. Dr. Dr. hc. Frank Schreiber

Wir erforschen molekulare und biologische Materie im Hinblick auf physikalisch-quantitative Fragestellungen der Strukturbildung, Kinetik, Dynamik und spektroskopischen Eigenschaften. Dabei nutzen und entwickeln wir neuartige Streumethoden insbesondere unter Einsatz moderner Synchrotron- und Neutronenquellen. Die Anwendungen reichen von komplexen Hybrid-Materialien für Solarzellen bis zu mehrkomponentigen Proteinsystemen.

Mesoskopische Physik und Nanostrukturen

Prof. Dr. David Wharam

Die elektronischen Eigenschaften von halbleitenden Nanostrukturen bieten ein fruchtbares Forschungsgebiet sowohl für die Grundlagenforschung, als auch für die Entwicklung neuer Bauelemente. In der Arbeitsgruppe werden auf Basis Halbleiter-Heterostrukturen neuartige Quanten-Bauelemente, z. B. Quantendots und Quantenpunktkontakte, mittels moderner Nanotechnologien hergestellt und ihre elektronischen Eigenschaften bei tiefen Temperaturen untersucht.

Kooptierte Arbeitsgruppen

Cellular Nanoscience

Prof. Dr. Erik Schäffer (Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen)

Unsere interdisziplinäre Forschung in der Biophysik konzentriert sich auf die Entwicklung und Anwendung der Einzelmoleküldetektion mittels markerfreier Methoden oder Fluoreszenz- und Kraftmikroskopietechniken - hochauflösender optischer Pinzetten und neuartiger Sonden, um zu verstehen, wie molekulare Maschinen, wie Kinesin-Transportmotoren und DNA-Reparaturproteine, mechanisch arbeiten, um ihre zelluläre Funktion zu erfüllen.