Fakultät für Physik und Geowissenschaften

Forschungstätigkeit an der Fakultät

Für die Fakultät für Physik und Geowissenschaften war das Jahr 2004 besonders wichtig durch die Etablierung neuer Formen der Forschungskooperation (und Forschungs-finanzierung) mit einem Internationalen Graduiertenkolleg und einer Internationalen Forschergruppe, die eine weitere Ausgestaltung der fakultätsübergreifenden Forschung darstellen und den stark interdisziplinär orientierten Charakter der Forschungsarbeiten auf internationaler Ebene ermöglichen. Nach wie vor hat aber auch eine größere Zahl von Projekten eine enge Verbindung zur Region und zu überregionalen Schwerpunkten im Freistaat Sachsen.

Komplexe Forschungsschwerpunkte der Fakultät

Internationales Graduiertenkolleg "Diffusion in porösen Stoffen" (Sprecher: Prof. Dr. J. Kärger)

Diffusion, d. h. die ungeordnete Bewegung von Teilchen aufgrund ihrer thermischen Energie, ist ein grundlegendes Phänomen in der Natur. Sie kommt in allem Aggregatzuständen vor und ist von interdisziplinärer Bedeutung, da sie Gesichtspunkte der theoretischen Beschreibung, der experimentellen Beobachtung und der technischen Anwendung einschließt. In porösen Stoffen ist die Diffusion einer der entscheidenden Prozesse für den praktischen Nutzen dieser Materialien. An diesem Internationalen Graduiertenkolleg sind Wissenschaftler des Niederländischen Instituts für Katalyseforschung und der Universität Leipzig beteiligt. Gegenstand der Arbeiten in Forschung und Lehre ist der molekulare Stofftransport in porösen Materialien, wobei ein beträchtlicher Fortschritt in Theorie und Praxis dieses Themengebietes erwartet wird. Mittels theoretischer Grundlagenuntersuchungen und hochentwickelter Messtechniken sollen Beiträge zum Know-How dieser Hochtechnologie-Materialien und ihrer Anwendung in modernen technologischen Prozessen erarbeitet werden.

Schwerpunkte der Forschungsaktivitäten des Konsortiums sind (A) die intrakristalline zeolithische Diffusion, (B) die diffusionskontrollierte Katalyse und (C) der Zusammen-hang zwischen Diffusion und und Massentransport in porösen Medien.

Internationale Forschergruppe "Diffusion in Zeolithen" (Sprecher: Prof. Dr. J. Kärger)

Ziel der Arbeiten dieser Forschergruppe ist, mittels verschiedenster experimenteller Techniken und theoretischer Modelle ein umfassendes Bild der intrakristallinen Diffusion in Zeolithen zu gewinnen. Bearbeitet wird die Synthese von Zeolithen und Composite-Materialien für Diffusionsmessungen (Projekt 1), Gleichgewichts- und Nichtgleichgewichts-Messungen der Sorption in Zeolithen (Projekt 2), ZLC- und Tracer-ZLC-Diffusionsstudien mit Zeolithen (Projekt 3), Diffusionsstudien mit Composite-Membranen (Projekt 4), Studium der zeolithischen Diffusion durch Interferenz- und IR-Mikroskopie (Projekt 5), PFG-NMR-Studien der zeolithischen Diffusion (Projekt 6) und QENS-Studien der zeolithischen Diffusion (Projekt 7).
Die Förderung erfolgt in Deutschland durch die DFG, in Frankreich durch das CNRS und in Großbritannien durch das EPSRC.

DFG-Forschergruppe 522 "Architektur von mikro- und nanodimensionalen Strukturelementen" (Sprecher: Prof. Dr. M. Grundmann)

Zukünftige Anwendungen in der Nanomechanik, Sensorik, Photonik und Elektronik erfordern eine neuartige Architektur von Mikro- und Nanostrukturen, die zunächst als Einzelelement, später auch als Netzwerke, den zur Verfügung stehenden Raum voll ausnutzen. Hierdurch entstehen neue Freiheitsgrade beim Design, z. B. bezüglich des Verspannungsmanagements und der Konnektierbarkeit. Diesen Ansatz wollen wir verfolgen und die Herstellung von Nano- und Mikro-Säulen, -Spiralen, -Röllchen, Zylindern und ähnlichen Strukturen untersuchen, die mit neuartiger Funktionalität Grundbausteine für die genannten Anwendungen sind.

Die von uns angestrebten Strukturen sollen konstruktiv im Raum gestaltet werden. Sie sollen mit geringem Aufwand an Strukturierungstechnologie, die Prinzipien von Selbstbau (self-assembly) oder gesteuerten Selbstbau (directed self-assembly) nutzend, erzeugt werden. Dieser buttom-up Ansatz ermöglicht es, qualitativ neuartige Strukturen (und mit ihnen verknüpfte Funktionalität) herzustellen, die durch künstliche Strukturierung grundsätzlich nicht zu erreichen sind, z. B. spiralige oder konzentrische Strukturen oder Strukturen mit extremen Aspektverhältnis.

Die von uns erzeugten Strukturen unterscheiden sich fundamental von den zur Zeit ausgiebig untersuchten Nanopartikeln oder Cluster einfacher Form und mesoskopischen Inhomogenitäten und Nanostrukturen, die zumeist planar in eine feste Matrix (Halbleiterquantenpunkte) oder in eine flüssige Matrix (kolloidale Matrix) eingebettet sind. Die komplexe dreidimensionale Formgestaltung der Einzelelemente, die auch Krümmungen enthalten können, führt zu neuartigen, anders nicht zu erreichenden geometriebestimmten Eigenschaften. Dieser Schritt von den bisher dominierenden einfachen geometrischen Strukturen hin zu komlexeren Strukturen mit Krümmung, mit eingebetteten Heterostrukturen oder mit nicht einfach-zusammenhängender Topologie ist bedeutend. Die makroskopische Welt wäre ohne Bauteile solcher (und noch viel komplizierter) Geometrie nicht denkbar. Bei erfolgreicher Arbeit dieser Forschergruppe wird ein neues Feld im Bereich der Nanotechnologie eröffnet sein.
An den Arbeiten dieser Forschergruppe sind außer der Fakultät für Physik und Geowissenschaften die Fakultät für Chemie und Mineralogie, das Institut für Oberflächenmodifizierung und das Max-Planck-Institut für Mathematik und Naturwissenschaften beteiligt.

Beteiligung an der Forschergruppe 404 "Oxidische Grenzflächen" (Sprecherin: Prof. Dr. I. Mertig, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg)

Oxide stellen eine Materialklasse dar, die sich durch eine große Vielfalt von Eigenschaften auszeichnet, weswegen sie in vielen Bereichen der Grundlagenforschung untersucht werden. Ausgehend von den Eigenschaften existiert eine Vielzahl von Anwendungen in der Katalyse, Elektronik, Photonik, Optoelektronik und in der Photovoltaik und im letzten Jahrzehnt auch in der Spinelektronik. Die Anwendungen der jüngeren Zeit beinhalten oft Oxide in reduzierter Dimension, das heißt Oxidfile und übergitter. Die physikalischen Eigenschaften der Oxide in reduzierter Dimension unterscheiden sich jedoch durch das Vorhandensein von Ober- und Grenzflächen wesentlich von den Volumeneigenschaften. Der Aufklärung dieser Eigenschaften ist die Arbeit dieser Forschergruppe gewidmet.
Die Fakultät für Physik und Geowissenschaften ist mit drei Teilprojekten (Institut für Experimentelle Physik II) an der Forschergruppe beteiligt.

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

Das Forschungsprogramm des Graduiertenkollegs ist in die Themenkomplexe Mathematische Struktur der Quantenfeldtheorie, Quantenfeldtheorie der Elementarteilchen und Quantenfeldtheorie des Festkörpers untergliedert und umfasst neun 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.

Gründung eines Zentrums für magnetische Resonanzen

In das Berichtsjahr fällt die Gründung eines Zentrums für magnetische Resonanzen, dass den Einsatz der langjährig, insbesondere über das HBFG-Verfahren beschaffte NMR-Messtechnik wissenschaftlich und technisch betreut.

Durch den 2004 bewilligten HBFG-Antrag "Hochauflösendes Rastermikroskop mit fokussiertem Elektronenstrahl" werden sich mit der Inbetriebnahme dieses Gerätes wichtige neue Forschungsmöglichkeiten insbesondere im Bereich der Halbleiterphysik und der Tiefsttemperatur-Physik ergeben.

Drittmittelgeförderte Forschung

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. Unter Berücksichtigung von zahlreichen Projekten im Normalverfahren der DFG wurden in der Fakultät im Jahre 2004 mehr als 200 Forschungsprojekte bearbeitet. In dieser Zahl sind auch viele Projekte enthalten, die auf Verträgen mit Städten und anderen kommunalen Verwaltungen im Freistaat Sachsen und darüber hinaus mit Industriebetrieben beruhen.

Kooperationspartner

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

• Institut für Oberflächenmodifizierung Leipzig (Institute für Experimentelle Physik I und II),
• Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften Leipzig (Institut für Theoretische Physik, Institut für Experimentelle Physik II),
• Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften (Institute für Experimentelle Physik I und II),
• Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle (Institute für Experimentelle Physik I und II, Institut für Meteorologie, Institut für Geophysik und Geologie und Institut für Geographie),
• Institut für Troposphärenforschung Leipzig (Institut für Meteorologie) und
• Institut für Länderkunde (Institut für Geographie).

Publikationen

Mit über 300 im Druck erschienenen Publikationen (darunter eine hohe Zahl von Originalarbeiten in Zeitschriften mit Gutachter-System bzw. in international erfassten Monographien) belegt die Fakultät für Physik und Geowissenschaften ihre wissenschaftliche Leistungsfähigkeit.

Forschungsgebiete der Einrichtungen der Fakultät

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

Institut für Theoretische Physik (Direktor: Prof. Dr. K. Sibold)

Quantenfeldtheorie (Sprecher: Prof. Dr. G. Rudolph)
Die Untersuchungen zur relativistischen Quantenfeldtheorie beschäftigen sich mit den Wechselwirkungen von Teilchen im Rahmen allgemeiner Eichtheorien und unter äußeren Einflüssen, insbesondere mit harten hadronischen Prozessen und Renormierungseffekten, sowie den Grundzustandsenergien und dem Casimir-Effekt. Gegenstand der Arbeiten der Mathematischen Physik sind die mathematische Struktur und Dynamik von Modellen der Quantentheorie der Eichfelder und der Unifizierung der fundamentalen Wechselwirkungen.

Theorie der Elementarteilchen (Sprecher: Prof. Dr. K. Sibold)
Arbeiten zur Theoretischen Elementarteilchenphysik werden vor allem auf den Gebieten der Quantenfeldtheorie der Elementarteilchen, der Renormierung des Standardmodells, zu supersymmetrischen Theorien, zur Quantenchromodynamik und zur Gittereichtheorie durchgeführt. Im Zusammenhang mit Experimenten an Großbeschleunigeranlagen werden theoretische Untersuchungen zu Strukturfunktionen von Hadronen durchgeführt und Programme zur Simulation hadronischer Streuprozesse entwickelt.

Theorie der kondensierten Materie (Sprecher: Prof. Dr. D. Ihle)
Die Arbeiten auf dem Gebiet der Theorie der kondensierten Materie erfolgen in zwei Bereichen. Im Teilgebiet Strukturbildung werden Forschungen zu rausch-induzierten Phänomenen, zur Strukturbildung in Flüssigkristallen, zur multifraktalen Charakterisierung ungeordneter Systeme, zur nichtlinearen Dynamik biologischer Systeme und zum Immunsystem vorgenommen. Innerhalb des Teilgebietes Starke Elektronenkorrelationen werden magnetische Eigenschaften von Übergangsmetalloxiden und die Quantenfelddynamik für die Supraleitung untersucht.

Statistische Physik (Sprecher: Prof. Dr. M. Salmhofer)
Die Hauptforschungsgebiete sind die Konstruktion wechselwirkender Modelle der Quantenfeldtheorie und Quantenstatistischen Mechanik mit Renormierungsgruppenmethoden und die Theorie korrelierter Fermionsysteme in Zusammenhang mit der Hochtemperatur-Supraleitung.

Moleküldynamik/Computersimulation (Sprecher: PD Dr. H.L. Vörtler)
Strukturelle Daten, thermodynamische Größen, das Phasenverhalten und die Transportkoeffizienten spezieller Vielteilchensysteme und ihre Abhängigkeit von inter- und intrakristalliner Wechselwirkung und der Struktur der Moleküle und Grenzflächen werden mittels molekularer Methoden der Statistischen Physik sowie der Perkolationstheorie und der Computersimulation erforscht. Die Theorie wird hinsichtlich der Berücksichtigung von nichtlinearen Effekten und des Nichtgleichgewichtsverhaltens weiterentwickelt. Berücksichtigt wird die Kopplung verschiedener molekularer Vorgänge wie Mischung, Adsorption, Beweglichkeit, Benetzung, chemische Reaktion, Selbstdiffusion und Transportdiffusion.

Institut für Experimentelle Physik I (Direktor: Prof. Dr. F. Kremer)

Physik anisotroper Fluide (Sprecher: Prof. Dr. F. Kremer)
Ziel der Arbeiten ist die Erforschung der Struktur und Dynamik supramolekularer Anordnungen, wie sie von Flüssigkristallen, niedermolekularen und polymeren Verbindungen gebildet werden. Diese Systeme besitzen einen hohen Grad an Kooperativität, der sich in der Ausbildung von molekularen Überstrukturen sowie in einer kollektiven Relaxationsdynamik niederschlägt. Als Untersuchungsmethoden werden die dielektrische Spektroskopie (im Frequenzbereich von 0,001 Hz bis 10 GHz), die magnetische Kernresonanzspektroskopie, die Kraftmikroskopie, die Oberflächen-Kraftmessung und die Polarisationsmikroskopie eingesetzt. Experimente mit "Optischen Pinzetten" werden zum Studium der Faltungsdynamik von RNA-Aptamer-Komplexen durchgeführt, die durch die "Sächsische Biotechnologische Initiative" gefördert werden.

Grenzflächenphysik (Sprecher: Prof. Dr. J. Kärger)
Die Erforschung der Wechselwirkung von Molekülen mit Festkörperoberflächen, insbesondere mit der inneren Oberfläche mikro- und mesoporöser Festkörper, steht im Mittelpunkt der Arbeiten. Untersucht werden Anordnung, Struktur, Transportprozesse und Reaktivität von Molekülen in Abhängigkeit von dem sie umfassenden Festkörper (vor allem Zeolithe). Als experimentelle Methoden dienen die kernmagnetische Resonanz, insbesondere die Pulsed-Field-Gradient (PFG)-NMR und die hochauflösende Festkörper-NMR, die Infrarot-Spektroskopie und die Interferenzmikroskopie. Die Forschungsarbeiten sind bei einer Vielzahl technischer Prozesse wie energiesparende und umweltverträgliche Stofftrennung und -veredlung, der Entwicklung von Funktionsmaterialien und der Lagerstättenerkundung von unmittelbarer praktischer Bedeutung. Eigene apparative Arbeiten konzentrierten sich auf den Aufbau eines weiteren PFG-NMR-Spektrometers.

Physik weicher Materie (Sprecher: Prof. Dr. J. Käs)
Die Projekte der Abteilung der Physik der weichen Materie befassen sich mit der Physik der Polymere und der Membranen in biologischen Zellen. Diese Polymere (Aktinfilamente, intermediäre Filamente, Mikrotubuli) bilden das Zytoskelett, das in allen Zellen, die höher entwickelt sind als Bakterien, deren intrazelluläres Skelett verkörpert und das an die Zellmembran gekoppelt ist. Die direkte Verbindung von grundsätzlich neuer Physik der weichen Materie mit unmittelbaren Anwendungen in der Biomedizin macht dabei dieses Forschungsfeld besonders attraktiv, da sie Grundlagenforschung mit neuen Verfahren in der Medizin verbindet. Unter anderem werden die folgenden vier Projekte verfolgt: die Entwicklung neuer Polymerphysik für aktive Polymernetzwerke, die Charakterisierung der aktiven und passiven polymer-physikalischen Eigenschaften von Zellen, die optische Kontrolle des Nervenwachstums und die Untersuchung der Rolle von Membrandiffusion in intrazellulären Signalen.

Institut für Experimentelle Physik II (Direktor: Prof. Dr. M. Grundmann )

Halbleiterphysik (Sprecher: Prof. Dr. M. Grundmann)
Die optischen Eigenschaften von Halbleitern (z.B. GaAs, InP und ZnO; basierende Mischkristalle), vor allem von mikro- und nanostrukturierten Systemen und atomaren Einzelschichten, werden untersucht. Diese Strukturen weisen zum Teil wesentlich neue, quantenmechanisch bedingte Eigenschaften auf. Die Erforschung der Wachstums-Struktur-Eigenschaften stellt ein grundlegendes Anliegen dar. Diese Materialien besitzen in der Optoelektronik, in der nichtlinearen und der integrierten Optik eine herausragende Bedeutung. Oxidische Halbleiter, Supraleiter und Ferroelektrika werden mit gepulster Laser-Deposition hergestellt. Als Untersuchungsverfahren werden vorwiegend spektroskopische Methoden, aber auch Röntgenbeugung, Raster- und Rastertunnelmikroskopie und Neutralteilchen-Massenspektrometrie eingesetzt.

Festkörperoptik (Sprecher: Prof. Dr. W. Grill)
Grundlagenbezogene Untersuchungen werden zu Energietransferprozessen in Festkörpern durchgeführt, um ein besseres Verständnis der Wechselwirkung von Licht mit Festkörpern sowie der elementaren Prozesse beim Wärme- und Ladungstransport zu gewinnen. Die Untersuchung der Transportphänomene erfolgt in Einkristallen auch im ballistischen Bereich, in dem die Ausbreitung durch Anisotropie beeinflusst wird. Anwendungsbezogene Arbeiten erfolgen zur Entwicklung von Dünnschicht-Solarzellen und optisch aktiven Nanostrukturen. Zur Materialforschung und zur Charakterisierung von Werkstoffen, Implantaten sowie biologisch-medizinischen Präparaten werden neuartige rastermikroskopische Verfahren der Elektronenmikroskopie, der konfokalen Laser-Raman- und Lumineszenzmikroskopie sowie der Ultraschallmikroskopie mit Phasenkontrast entwickelt und eingesetzt.

Physik Dielektrischer Festkörper (Sprecher: Prof. Dr. D. Michel)
Der Schwerpunkt der Arbeiten liegt bei der Erforschung der Struktur und Dynamik von Festkörpern, insbesondere von Eigenschaften dielektrischer Festkörper, wie strukturelle Phasenübergänge, glasartiges Verhalten, Phänomene an den Miniaturisierungsgrenzen und Grenzflächen. Hauptanliegen ist die Aufklärung der mikroskopischen Natur von Phasenübergängen in Festkörpern mit kommensurabel und inkommensurabel modulierten Strukturen und mit ferroelektrischen und ferroelastischen Phasen. Untersucht wird die elektronische und räumliche Struktur, die Dynamik von Molekülen in Wechselwirkung mit Oberflächen poröser Festkörper (Zeolithe) sowie Struktureigenschaften von Systemen mit Nanometerdimensionen. Eingesetzt werden Verfahren der kernmagnetischen und elektronen-paramagnetischen Resonanz sowie dielektrische Methoden. Eigene apparative Arbeiten konzentrierten sich auf die Entwicklung eines Impuls-Zusatzes für die ESR-Spektroskopie im Q-Band.

Nukleare Festkörperphysik (Sprecher: Prof. Dr. T. Butz)
Die Lösung aktueller Probleme auf speziellen Gebieten der Materialwissenschaft und der medizinisch-biologischen Forschung erfordert den Einsatz moderner nuklearer Methoden wie der hochauflösenden Ionenstrahlanalytik sowie nuklearer Sonden. Dieses Anliegen wird vor allem mit der Hochenergie-Ionen-Nanosonde mit für Deutschland einmaligen Spezifikationen und die Weiterentwicklung nuklearer Sondenverfahren verfolgt. Die Zielsetzungen der Arbeiten liegen auf den Gebieten der Halbleiter, der Supraleiter, der reaktions-diffusions-gekoppelten Systeme, des Einzelionenbeschusses lebender Zellen sowie der Aufklärung der Struktur und Dynamik makromolekularer Systeme.

Supraleitung und Magnetismus (Sprecher: Prof. Dr. P. Esquinazi)
Zur Erforschung der supraleitenden und magnetischen Materialeigenschaften werden dünne Schichten sowie massive Proben benutzt. Unsere Aktivitäten kann man in drei Bereichen unterteilen: (1) Untersuchungen der supraleitenden und ferro-magnetischen Korrelationen von Zusammensetzungen, die auf Kohlenstoff basieren; (2) Arbeiten zum Wärmetransport an Hochtemperatur-Supraleitern; (3) Untersuchungen der spinabhängigen Transport-Phänomene an magnetischen Oxiden.

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

Das Forschungsprofil umfasst schulbezogene Arbeiten zur Vermittlung traditioneller und moderner Inhalte der Physik einschließlich empirischer Erprobungen. Lernformen im Physikunterricht, offener und fachübergreifender Unterricht sowie die Möglichkeiten des Einsatzes moderner Medien werden verstärkt untersucht.

Institut für Meteorologie (Direktor: Prof. Dr. W. Metz)

Das Institut für Meteorologie engagiert sich in den Forschungsschwerpunkten atmosphärische Grenzschicht, Wasserhaushalt in Einzugsgebieten von regionaler Skala im großräumigen Umfeld, Dynamik der mittleren und oberen Atmosphäre, Variabilität der Ionosphäre, Strahlungsprozesse in der Atmosphäre, Modellierung von Aerosol- und Wolkenphysik, 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. Besondere Bedeutung hat die Entwicklung und Anwendung von Verfahren zur tomographischen Rekonstruktion von dreidimensionalen Feldern atmosphärischer Größen. Eine enge Zusammenarbeit erfolgt mit dem Institut für Troposphärenforschung Leipzig, dem Institut für Atmosphärenphysik in Kühlungsborn, dem Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg und dem Geoforschungszentrum Potsdam.

Institut für Geophysik und Geologie (Direktor: Prof. Dr. F. Jacobs)

Physik der festen Erde (Sprecher: Prof. Dr. F. Jacobs)
Die Forschung setzt die Akzente auf die Gebiete globale geophysikalische Felder, Aufbau des Erdkörpers, Vulkanologie sowie Struktur und Prozesse der Lithosphäre. Untersucht werden Lockergesteine, Hohlräume und geologische Barrieren. Zum Einsatz kommen geoelektrische Tomographie, Hydrogeophysik, Isotopengeochemie, Georadiometrie, numerische geophysikalische Modellierung und Geoinformatik.

Theoretische Geophysik (Sprecher: Prof. Dr. M. Korn)
Die seismische und elektromagnetische Wellenausbreitung wird erforscht und die Struktur von Erdkruste und Erdmantel sowie Erdbebenherde und seismisches Risiko untersucht. Dazu erfolgen methodische und anwendungsorientierte Arbeiten zur Potentialtheorie, Tomographie und Inversion geophysikalischer Felder.

Geologie (Sprecher: Prof. Dr. W. Ehrmann)
Im Mittelpunkt der Forschung steht die Geologie und Paläontologie des Känozoikums. Hierbei werden grundlegende Fragen der Geologie und Paläontogie des Tertiärs und Quartärs untersucht sowie anwendungsorientierte Forschungen zur Umwelt- und Hydrogeologie (mit besonderem Bezug zur mitteldeutschen Region) betrieben. In der paläontologischen Forschung wird vor allem die Entwicklung der Biota des Känozoikums mit der Interaktion von Biosphäre sowie Klimaentwicklung und Paläobiogeographie von Europa und dem nordatlantischen Raum untersucht. Die Geologisch-Paläontologische Sammlung stellt eine wichtige Grundlage für Lehre und Forschung sowie für die Öffentlichkeitsarbeit zur Popularisierung geowissenschaftlicher Forschung dar.

Institut für Geographie (Direktor: Prof. Dr. J. Heinrich)

Anthropogeographie (Sprecherin: Prof. Dr. H. Schmidt)
Gegenstand der Arbeiten sind die wirtschaftlichen und sozialen Transformations-prozesse in Ostdeutschland und Osteuropa unter besonderer Berücksichtigung von Zielen einer nachhaltigen Stadt- und Regionalentwicklung. Schwerpunkte bilden stadt-, sozial- und wirtschaftsgeographische Untersuchungen über Wohnungs-, Immobilien- und Arbeitsmärkte, spezielle Fragestellungen zur Entwicklung des Einzelhandels und Prozesse der mentalen Raumbildung sowie damit zusammenhängende Fragen der Stadt- und Regionalplanung. In Partnerschaft mit Kommunen, Wirtschaft und Freistaat Sachsen wird an der Konzeption und der Realisierung einer regionalen Agenda für eine nachhaltige Raum- und Siedlungsentwicklung für den Südraum Leipzig gearbeitet.

Geoinformatik und Geofernerkundung (Sprecher: Prof. Dr. W. Kirstein)
Schwerpunkt der Arbeiten ist die Entwicklung und Anwendung innovativer Methoden der Geographie. Hierbei werden Datenerfassung und -auswertung für die Untersuchung lokaler, regionaler und globaler geographischer Fragestellungen eingesetzt. Im Rahmen der "Geoinitiative Leipzig" werden regionale Problemstellungen für Leipzig und Sachsen bearbeitet. Mit Hilfe ausgewählter Methoden der Fernerkundung sind vergleichende Untersuchungen zur Bewertung des Flächenverbrauchs und zur nachhaltigen Entwicklung von Großstadtregionen eingeleitet worden.

Physische Geographie und Geoökologie (Sprecher: Prof. Dr. H. Neumeister)
Untersucht wird das Funktionieren geoökologischer Prozesse in räumlich differenzierten Strukturen der Landschaft im Zusammenhang mit der Lösung gesellschaftlicher Aufgaben einschließlich des Schutzes unserer Lebensumwelt. Den Schwerpunkt bildet dabei die Analyse und Bewertung von Ursachen, Wirkungen, Verbreitungs- und Rückkopplungsmechanismen von verschiedenen Formen der Bodendegratation mit den ökologischen, wirtschaftlichen und sozialen Randbedingungen. Hieraus werden Schlussfolgerungen zur nachhaltigen Entwicklung der Landschaftsnutzung und des Landschaftsschutzes abgeleitet. In der planungsbezogenen Umweltgeographie wird ein wichtiges Instrumentarium für die Analyse, Bewertung und das Management urbaner Landschaften entwickelt.