I. Physikalisches Institut / Tieftemperaturphysik

Forschungsgebiete

Physik der amorphen Materialien, dynamische Heterogenitäten in unterkühlten Schmelzen und Relaxationsphänomene:
Es werden metallische Massivgläser, Splats, dünne Schichten und Polymere präpariert und analysiert. Insbesondere die dynamische Relaxation und die thermischen und magnetischen Eigenschaften dieser Substanzklassen sind Thema der Arbeiten; u.a. wurden an glasbildenden Systemen Untersuchungen zur thermischen Ausdehnung im Weltraum durchgeführt.

Ultraschnelle Phänomene:
Schwerpunkte unserer Forschung sind ultraschnelle Phänomene in Festkörpern, auf Oberflächen, an Grenzflächen und in Nanostrukturen. Insbesondere kommen dabei mittels Hohe-Harmonische-Generation erzeugte ultrakurze Röntgenpulse zum Einsatz. Diese kombinieren wir mit zeitaufgelösten Spektroskopie-Techniken für die Festkörperphysik, so dass wir dynamische Prozesse auf fundamentalen Zeit- und Längenskalen abbilden können.

Elektronische Korrelationen & Magnetismus und Physik dünner Schichten:
Es werden strukturelle, elektrische, magnetische und optische Eigenschaften dünner Schichten und Übergitterstrukturen aus starkkorrelierten Elektronoxiden, e.g. Manganate, Kuprate, Kobaltate etc., untersucht. Die Probenpräparation erfolgt mittels Metallorganischer Aerosol Deposition (MAD) und deren weiterentwickelten Modifikationen, wie z.B. MAD-Atomlagenepitaxie, „low-oxygen“ -MAD und 3D-MAD. Die Forschungsschwerpunkte sind die Struktur und Kopplungsphänomene an Grenzflächen und die Rolle der Elektron-Spin-Phonon-Korrelationen in magnetischen/elektrischen Phasenübergängen.

Thermische und magnetische Dynamik in Dünnschichtsystemen:
Wir untersuchen thermischen Transport in Multilagensystemen, bestehend aus metallischen und oxidischen Schichten. Experimentelle Methoden sind dafür zeitaufgelöste Reflektivitätsmessungen in optischen pump-probe Experimenten. Ein weiteres Arbeitsgebiet liegt in der Spindynamik auf der sub-Piko- bis Nanosekunden-Zeitskala. Dabei werden u.a. Spin-transfer-torque Phänomene mittels zeitaufgelöster MOKE-Spektroskopie und mittels ferromagnetischer Resonanz untersucht sowie mikromagnetische Simulation zur Modellierung eingesetzt.

Historische Sammlung:
Im I. Physikalischen Institut gibt es eine Sammlung historischer Geräte, die bis in die Zeit von Lichtenberg zurückreicht. Sämtliche Objekte wurden digitalisiert und sind in der Datenbank http://physicalisches-cabinet.uni-goettingen.de/phycab/main.php zu finden.

Ausstattung

Helium-Verflüssigungsanlage
UHV-Aufdampfanlagen
Sputteranlagen zur Schichtdeposition
Anlagen zur Zucht von Ionen- und Metalleinkristallen sowie zur Herstellung metallener Gläser
Präparation von dünnen, oxidischen Schichten mit Metallorganischer Aerosoldeposition (MAD)
Oszillator Ti-Saphir Lasersystem, 80 MHz Repetitionsrate, 800 nm zentrale Wellenlänge, 2,5 nJ pro Puls
Verstärktes Ti-Saphir Lasersystem, 1 KHz Repetitionsrate, 800 nm zentrale Wellenlänge, 3 μJ pro Puls
Faserlasersystem, 500 KHz Repetitionsrate, 1030 nm zentrale Wellenlänge, 3 mJ pro Puls

Spezielle Messmethoden:
Apparaturen zur Messung elektrischer und magnetischer Eigenschaften sowie der spezifischen Wärmekapazität und thermischen Ausdehnung bei sehr tiefen Temperaturen (SQUID, PPMS)
Ramanspektroskopie/TERS
Rasterelektronenmikroskopie
Rastersondenmikroskopie (UHV, tiefe Temperaturen, Magnetfelder); AFAM
Röntgendiffraktometrie
Femtosekunden ARPES/PEEM mit ultrakurzen Röntgenpulsen
Femtosekunden und element-spezifische Magnetisierungsdynamik
Zeitaufgelöste Zwei-Photonen-Photoemission
Shorted Waveguide Ferromagnetic Resonance Setup
Aufbau zur zeitaufgelösten Untersuchung lichtinduzierter kohärenter Gitterdynamik

Leistungsangebot

Gutachtertätigkeit und Beratung
Magnetismus, dünne Schichten, ungeordnete Systeme
Lasertechnik, UHV-Technik
Tieftemperaturtechnik und Tieftemperaturphysik

Schlagworte

Dünne Schichten, Festkörperphysik, Femtosekundenlaser, keramische Werkstoffe, Lasertechnik, Magnetisierungsdynamik, Magnetismus, metallene Gläser, metallische Werkstoffe, Nanowerkstoffe, Ramanspektroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, Rastersondenmikroskopie, Oberflächenphysik, Photoemission, Spintransport, Supraleitung, THz-Spektroskopie, Ultraschnelle Dynamik

Areas of research

Physics of Amorphous Materials, Dynamical Heterogeneities in undercooled Melts and Relaxation Phenomena:
In the focus of interest of the research activities are on the one side oxidic, magnetic films, metal-insulator transitions and the colossal magneto resistance, on the other side investigations of metallic glasses and other disordered systems, especially with mechanical spectroscopy.

Ultrafast Dynamics in Condensed Matter:
Our research focuses on ultrafast electronic, magnetic and structural dynamics in condensed matter and the development of new experimental methods to study these processes. In particular, we combine the advantages of ultrashort X-rays from high-harmonic generation with ultrafast solid-state research and explore dynamics at fundamental time- and lengthscales, where all elementary processes can be captured, even at the level of electrons. Current topics involve the study of electronic properties and dynamics in correlated-electron materials, at surfaces and interfaces, in nanostructures and metal-adsorbate hybrid systems.

Electronic correlations & Magnetism and Physics of Thin Films:
Thin films and superlattices of oxides with strong electronic correlations, e.g. Manganite, Cuprates, Cobaltates etc., are studied with respect to their structure, electric, magnetic and optical properties. The films have been prepared by means of Metalorganic Aerosol Deposition (MAD) technique and their further elaborated variants, like MAD-Atomic Layer Epitaxy, “low-oxygen”-MAD and 3D-MAD. Research focuses are lying on the structure and the coupling phenomena at oxide interfaces/surfaces as well as on the role of electron-spin-phonon-correlations in magnetic/electric phase transitions.

Thermal and magnetic dynamics in thin-film systems:
We investigate thermal transport in multilayer systems, consisting of metallic and oxidic layers. Experimentally we measure time-resolved reflectivity in optical pump-probe experiments. Secondly, we investigate spin dynamics on the sub-pico- to nanosecond time scales. We in particular look at spin-transfer-torque related phenomena by means of time-resolved MOKE spectroscopy and by means of ferromagnetic resonance. For modelling we use micromagnetic simulation.

Historical Collection - Physicalisches Cabinet
At the entrance to the new lecture halls, one finds the collection of historic instruments. It mirrors, from the beginnings of systematic research in the 18th century to it’s most famous period as world leading center for physics and mathematics in the first half of the 20th century, the history of physics in Göttingen. All the historic instruments have been digitised and made available online under http://physicalisches-cabinet.uni-goettingen.de/phycab/main.php.

Keywords

Ceramic Materials, Femtosecond Laser, Lasertechnology, Magnetization Dynamics, Magnetism, Metallic Glasses, Nanomaterials, Ramanspectroscopy, Scanning Electron Microscopy, Scanning Probe Microscopy, Solid State Physics, Surface Analysis Physics, Photoemission, Spintransports, Superconducting, Thin Films, THz-Spectroscopy, Ultrafast Dynamics

Kontakt

Ansprechpartner/-in

Herr Prof. Dr. Konrad Samwer
Telefon:
0551/39-7601
Telefax:
0551/39-12229
E-Mail:
Herr Prof. Dr. Stefan Mathias
Telefon:
0551/39-7607
Telefax:
0551/39-19546
Herr Prof. Dr. Vasily Moshnyaga
Telefon:
0551/39-7621
Telefax:
0551/39-12229
E-Mail:
Herr Dr. Henning Ulrichs
Telefon:
0551/39-7604
Telefax:
0551/39-12229
E-Mail:
Herr Dr. Daniel Steil
Telefon:
0551/39-13112
Telefax:
0551-39-22328
E-Mail:

Forschungseinrichtung

Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Physik
I. Physikalisches Institut / Tieftemperaturphysik
Hausanschrift:
Friedrich-Hund-Platz 1
37077 Göttingen
Telefon:
0551/39-7602
Telefax:
0551/39-12229
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Stand: 19.06.2017