Forschungsbericht 1997

Fakultät für Physik und Geowissenschaften

  • Habilitationen und Promotionen: 1997 und Vorjahre [ = ]
  • Institute / Einrichtungen

    Projekte Veröffentlichungen Gremien
    Institut für Theoretische Physik
    Institut für Experimentelle Physik I
    Institut für Experimentelle Physik II
    Institut für Meteorologie
    Institut für Geophysik und Geologie
    Institut für Geographie
    Bereich Didaktik der Physik
    Forschungsförderungseinrichtungen
  • Innovationskolleg Phänomene an den Grenzen der Miniaturisierung
  • Sonderforschungsbereich 294 Moleküle in Wechselwirkung mit Grenzflächen"
  • Forschungstätigkeit an der Fakultät

    Die Fakultät für Physik und Geowissenschaften kann auf ein sehr erfolgreiches Forschungsjahr 1997 zurückblicken. Dabei ist der fakultätsübergreifende und stark interdisziplinär orientierte Charakter der Arbeiten besonders zu betonen, der in gleichem Maße die komplexen Forschungsschwerpunkte als auch zahlreiche Einzelprojekte und Forschungsvereinbarungen betrifft, die zum Teil auch eine enge Verbindung zur Region und zu überregionalen Schwerpunkten im Freistaat Sachsen besitzen.

    Komplexe Forschungsschwerpunkte der Fakultät sind:

    Sonderforschungsbereich SFB 294 „Moleküle in Wechselwirkung mit Grenzflächen"
    (Sprecher: Prof. Dr. G. Klose / Prof. Dr. D. Michel)

    Dieses Forschungsprogramm ist in die Projektbereiche Struktur und Ordnung, Reaktion, Relaxation und Transport sowie Theorie und Simulation untergliedert. Beteiligt sind die Institute für Experimentelle Physik I und II, das Institut für Theoretische Physik, das Institut für Technische Chemie (Fakultät für Chemie und Mineralogie), das Institut für Medizinische Physik und Biophysik (Medizinische Fakultät) sowie die Forschungsgruppe von PD Dr. Schwieger am Institut für Technische und Makromolekulare Chemie der Martin-Luther-Universität Halle.
    Untersucht werden Moleküle und molekulare Systeme an Grenzflächen und an dünnen und ultradünnen Schichten molekularer Abmessungen. Das Ziel ist die Aufklärung des Einflusses von Grenzflächen auf wichtige strukturelle und dynamische Eigenschaften von Molekülen und molekularen Systemen und der dominierenden Wechselwirkungsmechanismen. Hierzu werden sowohl experimentelle Methoden als auch in enger Wechselbeziehung theoretische Verfahren eingesetzt.
    Gegenstand der Arbeiten sind

    Der Sonderforschungsbereich ist mit Wirkung vom 01.01.1997 auf Dauer eingerichtet worden. Die nächste Begutachtung wird im Jahre 1999 zum 01.01.2000 erfolgen.

    Innovationskolleg INK 24/A1-1 „Phänomene an den Miniaturisierungsgrenzen"
    (Sprecher: Prof. Dr. W. Grill)

    Das Innovationskolleg umfaßt Beiträge aus den Instituten für Experimentelle Physik II und I, der Fakultät für Chemie und Mineralogie (Institute für Physikalische und Theoretische Chemie und für Anorganische Chemie), der Medizinischen Fakultät (Paul-Flechsig-Institut für Hirnforschung) und dem Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. Leipzig. Forschungsgegenstand ist die fachübergreifende Aufklärung und Nutzung von Veränderungen wesentlicher Eigenschaften beim Übergang zu Strukturen im Grenzbereich der Miniaturisierung. Ausgehend von der Festkörperphysik mit wechselseitig unterstützenden Bezügen zu den Materialwissenschaften, der Chemie, Biologie und Medizin, werden miniaturisierungsbedingte Änderungen der Eigenschaften im Bereich der Mechanik, der Optik, des Ladungstransports sowie des ferroelektrischen und magnetischen Verhaltens untersucht. Die grundlagenorientierte Aufklärung von Effekten, die durch Materialstrukturierungen bis hin zu atomaren Dimensionen hervorgerufen werden, wird in Verbindung mit der Verbesserung präparativer, analytischer und meßtechnischer Methoden im Grenzbereich der Miniaturisierung für anwendungsorientierte Entwicklungen genutzt. Dazu gehören optoelektronische Halbleiterstrukturen, mikromechanische Stellelemente und Sensoren, molekulare Filme und Dünnschichten für spezielle Funktionen sowie mikroskopische Verfahren im biologisch-medizinischen Bereich.

    Graduiertenkolleg „Quantenfeldtheorie: Mathematische Struktur und Anwendungen in der Elementarteilchen- und Festkörperphysik"
    (Sprecher: Prof. Dr. B. Geyer)

    Das Forschungsprogramm des Graduiertenkollegs ist in die Themenkomplexe Mathematische Struktur der Quantenfeldtheorie, Quantenfeldtheorie der Elementarteilchen und Quantenfeldtheorie des Festkörpers untergliedert und umfaßt 9 Teilprojekte. An der Arbeit beteiligt sich neben dem Institut für Theoretische Physik (federführend) die Fakultät für Mathematik und Informatik. Es besteht eine enge Kooperation mit dem Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften Leipzig. Diese Arbeiten sind in das Naturwissenschaftlich-Theoretische Zentrum im Rahmen des Zentrums für Höhere Studien der Universität eingebunden, an dessen Arbeit das Institut für Theoretische Physik sehr maßgeblich beteiligt ist.

    Graduiertenkolleg „Physikalische Chemie der Grenzflächen"
    (Sprecher: Prof. Dr. K. Quitzsch, Fakultät für Chemie und Mineralogie)

    Die Institute für Experimentelle Physik I und II sind an den Arbeiten dieses Graduiertenkollegs beteiligt, das federführend an der Fakultät für Chemie und Mineralogie bearbeitet wird. Das Ziel des Kollegs besteht darin, ein interdisziplinär angelegtes Qualifizierungsvorhaben zu verwirklichen, das einer größeren Zahl von Doktoranden auf der Grundlage eines komplexen Forschungsprogrammes die Promotion ermöglicht. Bearbeitungsschwerpunkte sind Grenzflächen poröser Festkörper, Halbleitergrenzflächen und Fluidgrenzflächen.

    Zusammenarbeit

    Darüber hinaus besteht eine enge Zusammenarbeit des Instituts für Experimentelle Physik I mit dem Innovationskolleg „Chemisches Signal und biologische Antwort" (Sprecher: Prof. Dr. P. Welzel, Fakultät für Chemie und Mineralogie). Wissenschaftliches Ziel des Innovationskollegs ist, zum Verständnis von Wechselwirkungen zwischen Wirkstoffen (chemischen Signalen) mit ihren Zielstrukturen (Targets), denen in aller Regel hochselektive Erkennungsmechanismen zugrunde liegen, beizutragen.

    Das Institut für Meteorologie engagiert sich in den Forschungsschwerpunkten Klima der Städte, Wasserhaushalt in Einzugsgebieten von regionaler Skala im großräumigen Umfeld, Wolken- und Niederschlagsmodelle in Regionalmodellen, natürliche Klimavariabilität unter Einschluß der Rolle des Ozeans und Anregung und Ausbreitung großskaliger Strömungssysteme in Ozean und Atmosphäre. Dabei kommen Fernerkundungsverfahren vom Boden und von Satelliten aus, in-situ-Experimente, konzeptionelle und Simulationsmodelle zum Einsatz. Eine enge Zusammenarbeit erfolgt mit dem Institut für Informatik der Universität Leipzig, dem Institut für Troposphärenforschung Leipzig und dem Geoforschungszentrum Potsdam.

    Die Forschung am Institut für Geophysik und Geologie konzentriert sich auf die drei Themenkreise Physik der Erde, der sich mit globalen geophysikalischen Feldern und dem Aufbau des Erdkörpers befaßt und Beiträge zur Prognose von Erdbeben und Vulkanausbrüchen liefert, Ingenieur- und Umweltgeophysik, in dem Baugrund, Bergbaufolgen und Altlasten untersucht werden, sowie Geologie und Paläontologie des Quartärs und Tertiärs, der sich den in den jüngsten Erdzeitaltern manifestierten Strukturen und deren Auswirkung auf die Jetztzeit widmet. Eine enge Zusammenarbeit findet regional mit dem Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle und überregional mit dem Geoforschungszentrum Potsdam, der Bergakademie Freiberg, dem Sächsischen Landesamt für Geologie und der Universität Halle statt.

    Gegenstand der Forschung des Instituts für Geographie sind raumbezogene Strukturen und Prozesse im Lebensmilieu des Menschen. Mit gesellschafts- und naturwissenschaftlichen Methoden werden unter integrativen Gesichtspunkten die durch natürliche Prozesse und die Tätigkeit des Menschen verursachten räumlichen Veränderungen erforscht, bewertet und prognostiziert. Die Arbeitsgebiete sind die Physische Geographie/Geoökologie, die Anthropogeographie, die Regionale Geographie und die Raumplanung sowie die Geoinformatik und Geofernerkundung. Von besonderer Bedeutung ist die Zusammenarbeit mit dem Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle und dem Institut für Länderkunde Leipzig.

    Zahlreiche Forschungsvorhaben der Fakultät werden im Rahmen verschiedener Förderprogramme unterstützt, wie Projekte der Europäischen Union, Schwerpunktprogramme der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Programme des Bundesministeriums für Bildung und Forschung und Programme des Freistaates Sachsen. Im einzelnen sind folgende Aktivitäten zu erwähnen:

    Unter Einbeziehung von zahlreichen Projekten im Normalverfahren der DFG, die hier nicht im einzelnen ausgewiesen sind, wurden in der Fakultät im Jahre 1997 insgesamt 202 Forschungsprojekte bearbeitet. In dieser Zahl sind auch verschiedene Projekte enthalten, die auf Verträgen mit Städten und anderen kommunalen Verwaltungen im Freistaat Sachsen und darüber hinaus mit Industriebetrieben beruhen.

    Die wichtigsten Kooperationspartner im Bereich außeruniversitärer Forschungseinrichtungen sind (in Klammern: die kooperierenden Institute):

    Der Fakultät ist es gelungen, durch erfolgreiche Anträge im Rahmen des HBFG-Verfahrens die experimentelle Grundausstattung sehr wesentlich zu verbessern. Die große Unterstützung dabei durch die Universität Leipzig (Dezernat 5) und bisher auch durch das Sächsische Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst wird mit großem Dank hervorgehoben. Es bleiben aber beträchtliche Defizite vor allem im Hinblick auf sehr aktuelle Forschungsgeräte, in denen z.T. die BR Deutschland eine führende Position innehat und wo die sächsische und allgemein die mitteldeutsche Region im Vergleich zu Hochtechnologie-Standorten (vor allem Süddeutschland, Raum Frankfurt (Main) / Mainz, Raum Berlin) deutlich benachteiligt ist.

    Behindernd wirkt für Lehre und Forschung die starke Verzögerung beim Abschluß der (langjährigen) baulichen Rekonstruktionsmaßnahmen des Institutsgebäudes Linnéstraße 5 (Institute für Experimentelle Physik I und II), die anstehenden Umzugsmaßnahmen im Bereich der Physikalischen Praktika und Raumverteilungsprobleme im Hauptgebäude (Institut für Theoretische Physik). In den Bereichen Geographie und Geophysik/Geologie fehlen klare Aussagen zur weiteren Verbesserung der räumlichen Situation.

    Mit 443 im Druck erschienenen Publikationen (darunter 298 Originalarbeiten in Zeitschriften mit Gutachter-System bzw. in international erfaßten Monographien) ist wiederum eine gegenüber dem Vorjahr deutlich höhere Zahl an Veröffentlichungen zu verzeichnen, die als Beleg für die Leistungsfähigkeit der Fakultät dienen kann.

    Das umfangreiche Forschungsspektrum der Fakultät umfaßt die im folgenden angegebenen Gebiete, gegliedert nach Instituten und Abteilungen:

  • Institut für Theoretische Physik (Direktor: Prof. Dr. A. Kühnel)
  • Institut für Experimentelle Physik I (Direktor: Prof. Dr. Klose)
  • Institut für Experimentelle Physik II (Direktor: Prof. Dr. W. Grill) Institut für Meteorologie (Direktor: Prof. Dr. G. Tetzlaff) Institut für Geophysik und Geologie (Direktor: Prof. Dr. F. Jacobs)

    Institut für Geographie (Direktorin: Prof. Dr. H. Schmidt)

    Bereich Didaktik der Physik (Leiter: Prof. Dr. W. Oehme)


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