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Festkörperphysik

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Klassische Physik: Festkörper | Kondensierte Materie | Kristall | Reziprokes Gitter | Amorphes Material | Ising-Modell | Oberflächenphysik | Bändermodell | Halbleiter | Supraleiter

Die Festkörperphysik ist ein Teilgebiet der Physik, das sich mit der Erforschung der physikalischen Eigenschaften von Festkörpern befasst, also von Materie in einem festen Aggregatzustand. Dabei untersucht sie die Struktur, die elektrischen, magnetischen, thermischen und optischen Eigenschaften von Festkörpern sowie deren Verhalten unter verschiedenen Bedingungen.

Ein zentrales Konzept in der Festkörperphysik ist die Kristallstruktur, die die periodische Anordnung der Atome oder Moleküle in einem Festkörper beschreibt. Die Wechselwirkungen zwischen den Atomen oder Molekülen bestimmen viele der materiellen Eigenschaften eines Festkörpers. Diese Struktur bestimmt beispielsweise die elektrische Leitfähigkeit, die Wärmeleitfähigkeit und die magnetischen Eigenschaften eines Materials.

Die Festkörperphysik spielt eine entscheidende Rolle in vielen technologischen Anwendungen, darunter die Entwicklung von Halbleitern für elektronische Bauteile, die Erforschung von Materialien für die Energiespeicherung und -umwandlung sowie die Herstellung von Materialien für die optische und magnetische Datenspeicherung. Forschungen in diesem Bereich haben zu zahlreichen technologischen Fortschritten geführt und sind von großer Bedeutung für die moderne Materialwissenschaft und Technik.

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Neues vom Entstehen und Dämpfen eines plasmonischen Feldes
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Vorsicht, heiß! Laserpulse und die Wechselwirkung mit Oberflächen
Ein internationales Forschungsteam von Friedrich-Schiller-Universität und Helmholtz-Institut Jena entschlüsselt den Mechanismus, mit dem hochenergetische Laserpulse auf der Oberfläche von Festkörpern ein Plasma erzeugen.
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Überraschende Umkehr in Quantensystemen
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Würzburger Physiker haben herausgefunden, dass Quantenverschränkung Quasiteilchen wirksam vor Störstellenstreuung schützt – selbst dann, wenn diese starker Unordnung ausgesetzt sind.
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Neuer Meilenstein in der Laserkühlung: Rekordkühlung von Quarzglas
Schneiden, bohren, schweißen – mit Laserlicht verbinden wir normalerweise das Aufheizen von Materialien, um zum Beispiel Objekte aus Metall oder Gestein präzise zu bearbeiten.
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Quantenfilm auf Kunststoff
Ein Forschungsteam des HZDR und der Universität Salerno in Italien hat entdeckt, dass dünne Filme aus Bismut den sogenannten nichtlinearen Hall-Effekt aufweisen. Dieser Effekt könnte in Technologien zur kontrollierten Nutzung von Terahertz-Hochfrequenzsignalen auf elektronischen Chips bedeutsam sein.
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Ein tiefer Blick in winzige Poren
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Der Stein, der Wolken macht
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Ein internationales Team von Forscher*innen aus Österreich, den Vereinigten Staaten und der Schweiz hat die ersten Superspiegel im mittleren Infrarot-Bereich realisiert. Diese Spiegel sind eine Schlüsseltechnologie für viele Anwendungen, wie z.B.
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Was passiert, wenn elektrischer Strom durch ein „seltsames Metall“ fließt?
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Wechselwirkende Polaronen
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Entweder 1 oder 0: Entweder es fließt Strom oder eben nicht, in der Elektronik wird bisher alles über das Binärsystem gesteuert. Elektronen generieren so schon ziemlich schnell und gut Informationen, leiten diese weiter und übernehmen diverse Schaltfunktionen.
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Nanophysik: Wo die Löcher im Flickenteppich herkommen
Patchwork mit Anwendungspotenzial: Setzt man extrem dünne Halbleiternanoschichten aus Flächen zusammen, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, so finden sich darin Quasiteilchen mit vielversprechenden Eigenschaften für eine technische Nutzung.
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