Fakultät für Physik und Geowissenschaften

Forschungstätigkeit an der Fakultät

Die Forschung an der Fakultät für Physik und Geowissenschaften war im Jahr 2007 durch den weiteren Ausbau der nationalen und internationalen Forschungsverbünde sowie größere Investitionen geprägt. Im Rahmen der zweiten Runde der Exzellenzinitiative des Bundes ist die Physik zusammen mit anderen Partnern mit der Einrichtung der Graduate School „BuildMona“ erfolgreich gewesen. Nach wie vor hat aber auch eine große Zahl von Projekten eine enge Verbindung zur Region und zu überregionalen Schwerpunkten im Freistaat Sachsen. Mit der Berufung von Professor Dr. Vera Denzer (Anthropogeographie) wird die Forschung und Lehre auf diesem stark nachgefragten Gebiet gestärkt.

Übergreifende Forschungsverbünde der Fakultät

Internationales Graduiertenkolleg „Diffusion in porösen Stoffen“ (Sprecher: Prof. Dr. Jörg Kärger)
Diffusion, d. h. die ungeordnete Bewegung von Teilchen aufgrund ihrer thermischen Energie, ist ein grundlegendes Phänomen in der Natur. Sie kommt in allen 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 Zusammenhang zwischen Diffusion und Massentransport in porösen Medien.

Internationale Forschergruppe „Diffusion in Zeolithen“ (Sprecher: Prof. Dr. Jörg 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), QENS-Studien der zeolithischen Diffusion (Projekt 7) und Diffusionsmessungen mit der Frequency-Response-Technik (Projekt 8). Die Förderung erfolgt in Deutschland durch die DFG, in Frankreich durch das CNRS, in Großbritannien durch das EPSRC und in den USA durch die NSF.

Sächsische Forschergruppe „From Local Constraints to Macroscopic Transport“ (Sprecher: Prof. Dr. Jörg Kärger)
Die Sächsische Forschergruppe „From Local Contraints to Macroscopic Transport“ beschäftigt sich mit elementaren Transportprozessen in komplexen Materialien wie z.B. der Diffusion in porösen Strukturen oder biologischen Membranen.
Mit ihrer Forschung wollen die Mitglieder der Sächsischen Forschergruppe die Grundlagen für die Entwicklung neuer nano- und biotechnologischer Anwendungen schaffen. Von den Forschungsergebnissen könnte die Vision einer chemischen Nanofabrik, also einer winzigen Fabrik, die aus elementaren chemischen Bausteinen neue Materialien synthetisiert, profitieren.

Die Forscher erhoffen sich dabei neue Informationen über die Transportmechanismen auf der Nanometerskala, die in Zukunft die Herstellung effizienter Transportwege, kleiner ’Nanofließbänder’, in den Nanofabriken ermöglichen könnten. Von fundamentaler Bedeutung sind solche Transportprozesse auch für die Funktion oder Fehlfunktion in Zellen. Proteine und andere Botenstoffe werden über verschiedenste Mechanismen in und zwischen Zellen transportiert. Die Experimente zur Diffusion in biologischen Membranen liefern aus diesem Grund auch neue Ansatzpunkte das Entstehen von Krankheiten wie Alzheimer besser zu verstehen. Der Zusammenschluss von Forschern der sächsischen Universitäten ist bisher einzigartig und bündelt erstmals gezielt die Expertisen in Leipzig, Dresden und Chemnitz. Unterstützt wird die Tätigkeit der Forschergruppe durch die erst kürzlich innerhalb der bundesweiten Exzellenzinitiative bewilligte Leipziger Graduiertenschule ’BuildMoNa’, die mit ihrem wissenschaftlichen Schwerpunkt, aus Molekülen und Nanostrukturen funktionelle Einheiten zu bauen, eng mit dem Themengebiet der Forschergruppe verbunden ist.

DFG-Forschergruppe 522 „Architektur von mikro- und nanodimensionalen Strukturelementen“ (Sprecher: Prof. Dr. Marius 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 werden konstruktiv im Raum gestaltet. 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, Leipzig und das Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, Halle/Saale beteiligt.

Exzellenznetz SANDiE „Self-Assembled semiconductor Nanostructures for new Devices in photonics and Electronics” (Koordinator: Prof. Dr. Marius Grundmann)
Das Exzellenznetz SANDiE dient der Verbesserung der Integration von europäischer Forschung im Bereich selbstorganisierter Halbleiter-Nanostrukturen. Das Netzwerk wurde im Juli 2004 gestartet und wird über eine Dauer von vier Jahren von der Europäischen Kommission mit 9,2 Millionen Euro unterstützt. In SANDiE sind 31 Partner aus 14 europäischen Ländern integriert, darunter finden sich 17 Universitäten, neun Forschungseinrichtungen sowie fünf industrielle Partner. Die Universität Leipzig koordiniert das Netzwerk.

Ziel von SANDiE ist es, die europäische Spitzenposition im Forschungsbereich selbstorganisierter Halbleiter-Nanostrukturen durch Bündelung der Aktivitäten zu sichern. Dabei wird zwischen den Partnern das Humankapital, die Ausrüstung, Ausbildung sowie die industrielle Verwertung der Ergebnisse integriert.

Die Forschungsgebiete im Einzelnen umfassen den Einsatz von selbstorganisierten Halbleiter-Nanostrukturen für langwellige Laseremission, für Intersubniveau-Übergänge sowie für Einzelphotonen-Kommunikation. Ferner werden selbstorganisierte Halbleiter-Nanostrukturen mit neuartigen Materialien und Strukturen erforscht und das Wachstum, die Physik und Bauelemente simuliert.

Für die Universität Leipzig sind die Fakultät für Physik und Geowissenschaften sowie die Fakultät für Chemie und Mineralogie (AK Halbleiterchemie) an SANDiE beteiligt. Die Forschungsschwerpunkte liegen beim Wachstum von ZnO- und Ga(As,N)-Nanostrukturen und bei Nano-Spintronik an InGaAs/GaAs-Quantenpunkten. Außerdem werden GaAs-Nanorolls hergestellt und untersucht.

Graduiertenschule Leipzig Graduate School of Natural Sciences – Building with Molecules and Nano-objects (BuildMoNa) [www.buildmona.de]
Die Graduiertenschule BuildMoNa, im Rahmen der Research Academy Leipzig (RAL) zur strukturierten Doktorandenausbildung in Leipzig, konzentriert sich auf die interdisziplinäre Ausbildung von jungen Nachwuchswissenschaftlern, basierend auf fachübergreifender, exzellenter Forschung. Die Schule wird im Rahmen der Exzellenz-Initiative des Bundes und der Länder gefördert.

Die in der Schule verfolgte Forschungsansatz folgt der „bottom-up“-Strategie bei der Entwicklung neuer Materialien: Aus geeigneten Bausteinen, wie Nanopartikeln, veränderbaren Molekülen, Polymergerüsten und aktiven Proteinen, werden vorzugsweise über Mechanismen der Selbstorganisation neue Materialien hergestellt, die intelligenter, anpassungsfähiger, umweltfreundlich und kostengünstig sind, lebender Materie ähneln und die ständig steigende Differenzierung bei Anwendungen in der modernen Wissensgesellschaft untersetzen helfen. Dieser Paradigmenwechsel von homogenen, ausgedehnten Materialien hin zu multifunktionalen Materialen, welche auf intelligenter Kombination oben genannter Bausteine basieren, wird zukünftig den Wissenstransfer zwischen Grundlagenforschung und angewandten Wissenschaften wesentlich bestimmen.
Die wissenschaftliche Strategie ist das „Bauen mit Molekülen und Nanoobjekten (BuildMoNa)“. Diese Aktivitäten spiegeln sich in drei Arbeitsebenen, der interdisziplinären Forschung, der Anwendung und Entwicklung neuartiger Methoden sowie der fachübergreifenden Ausbildung wider.

In der Forschung werden „harte“ (Atome und Moleküle) oder/und „weiche“ Bausteine (Polymere, Biomoleküle) so miteinander verknüpft oder an Gerüsten angebracht, dass neuartige Strukturen entstehen, die auf Grund von neuen Eigenschaften innovative Anwendungen versprechen.

Beim Bau sowie bei der Charakterisierung der neuen Strukturen spielen Methoden und ihre Entwicklung eine besondere Rolle.

Die Ausbildung hat das Ziel, den fachübergreifenden Austausch in den Naturwissenschaften zu fördern und fundiertes, material- und methoden-orientiertes Wissen zu vermitteln. Darüber hinaus werden Zusatzqualifikationen angeboten, die der Vorbereitung auf eine weitere international ausgerichtete berufliche Entwicklung dienen.
Die etablierten Kooperationen mit internationalen Wissenschafts- und Industriepartnern sowie Leipziger Forschungseinrichtungen werden genutzt, um das Konzept der Graduiertenschule durch zusätzliche Expertise im Bereich der Materialforschung sinnvoll zu komplementieren und neue Perspektiven in der Forschung und der Bildung von international sichtbaren Netzwerken zu eröffnen.

Diese Graduiertenschule richtet sich an motivierte und exzellente Bewerber aus dem In- und Ausland mit Bachelor-, Master oder äquivalenten Abschlüssen und soll ihnen durch ausgezeichnete Rahmenbedingungen neuartige Ansätze in der Materialforschung und eine weitere Karriere in der Wissenschaft und Industrie ermöglichen.

Sonderforschungsbereich 762 „Funktionalität Oxidischer Grenzflächen“ (www. physik.uni-halle.de/FG/index.html)
Die Oxide stellen eine Materialklasse dar, die sich durch eine große Vielfalt von Eigenschaften auszeichnet, weswegen sie in verschiedenen Bereichen der Grundlagenforschung untersucht werden. Ausgehend von den Eigenschaften existiert eine Vielzahl von Anwendungen in der Katalyse, der Hochtemperatursupraleitung, der Elektronik, der Photonik, der Optoelektronik, in der Photovoltaik und in der Spinelektronik. Die Anwendungen der jüngeren Zeit beinhalten oft Oxide in reduzierter Dimension, das heißt Oxidfilme 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 des SFBs gewidmet. Der SFB ist eine gemeinsame Initiative der Martin-Luther-Universität Halle (Sprecher-Univ.), der Universität Leipzig, des Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik Halle/S und der Otto-von-Guericke Universität Magdeburg; er nimmt am 1.1.2008 seine wissenschaftliche Arbeit auf.

Zu den geplanten Forschungsschwerpunkten gehört die Aufklärung des Zusammenhangs zwischen Herstellung und Struktur der oxidischen Grenzflächen, da dieser essentiell für das mikroskopische Verständnis der Eigenschaften der Systeme ist. Ausgangspunkt ist dabei zunächst die erste oxidische Grenzfläche zwischen Oxid-Vakuum, Oxid-Metall, Oxid-Halbleiter und Oxid-Oxid. Im Weiteren wird auch die Formation der zweiten Grenzfläche Metall-Oxid-Vakuum, Metall-Oxid-Metall, Halbleiter-Oxid-Halbleiter, Oxid-Oxid-Oxid in die Untersuchungen einbezogen. Das kontrollierte Wachstum beider Grenzflächen auf atomarer Ebene ist die Grundlage für die Herstellung von Heterostrukturen und Übergittern, die im Hinblick auf eine Reihe von neuen physikalischen Effekten mit noch weitgehend ungeklärten Mechanismen besonders viel versprechend sind.

Daran schließt sich die Aufklärung des Zusammenhangs zwischen Struktur und elektronischer Struktur an. Erwiesenermaßen ist die elektronische Struktur von oxidischen Grenzflächen und der grenzflächennahen Bereiche sehr empfindlich von der geometrischen und chemischen Ordnung der Probe abhängig, wodurch wiederum die magnetische und ferroelektrische Ordnung bestimmt wird. Aufbauend auf die elektronische Struktur werden die optischen und die Transporteigenschaften durch dünne oxidische Schichten und Übergitter untersucht. Die Charakterisierung der optischen Eigenschaften ist ein Beitrag in Richtung optoelektronischer Anwendungen, wohingegen die Aufklärung des Transport- und Magnetotransportverhaltens ein Beitrag zum Verständnis der Grundlagen der Spinelektronik ist.

International Max Planck Research School (IMPRS) und Naturwissenschaftlich-Theoretisches Zentrum (NTZ)
Das Institut für Theoretische Physik arbeitet eng mit dem Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften und dem Naturwissenschaftlich-Theoretischen Zentrum (Direktor: Prof. Dr. Wolfhard Janke) als Teil des Zentrums für Höhere Studien der Universität Leipzig zusammen. Insbesondere sind Mitglieder des Instituts an der International Max Planck Research School des MPI aktiv beteiligt.

Zentrum für magnetische Resonanz
Neuer Direktor des Zentrums ist Prof. Dr. Jürgen Haase.

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 2007 mehr als 269 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 der Physik-Institute

Die wichtigsten Kooperationspartner im Bereich außeruniversitärer Forschungseinrichtungen am Standort Leipzig 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)

Darüber hinaus gibt es zahlreiche überregionale und internationale Kooperationen, die hier nicht einzeln aufgelistet werden können.

Kooperationspartner des Institutes für Meteorologie

• Institut für Troposphärenforschung Leipzig
• DLR Oberpfaffenhofen
• Deutscher Wetterdienst
• Institut für Physik der Atmosphäre Kühlungsborn
• Institut für Energetik und Umwelt gGmbH, Leipzig
• Geoforschungszentrum Potsdam

Kooperationspartner des Institutes für Geophysik und Geologie

• Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle
• GeoForschungsZentrum Potsdam
• Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven und Potsdam
• Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie

Kooperationspartner des Institutes für Geographie

• Leibniz-Institut für Länderkunde, Leipzig
• Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Leipzig-Halle
• Kommission für Landeskunde der Sächsischen Akademie der Wissenschaften, Leipzig
• Ungarische Akademie der Wissenschaften, Budapest (Ungarn)
• Universitäten Pernambuco (Brasilien), Havanna (Kuba), Warschau (Polen)

Publikationen

Mit ca. 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

Computerorientierte Quantenfeldtheorie (Leiter: Prof. Dr. Wolfhard Janke)
Hauptforschungsgebiete sind Computersimulationen von Phasenübergängen und kritischen Phänomenen. Die Anwendungen reichen von Untersuchungen von Spingläsern, verdünnten Magneten und anderen Materialien mit eingefrorener („quenched“) Unordnung bis hin zu Systemen weicher Materie mit Schwerpunkt auf fluktuierenden Polymeren und Grenzflächen sowie biologisch motivierter Fragestellungen zur Proteinfaltung, -aggregation und -adhäsion an Grenzflächen. Daneben werden auch die Physik fluktuierender Geometrien mit Anwendungen in der Quantengravitation, die statistische Mechanik komplexer Netzwerke und das Verhalten von magnetischen Systemen mit Hilfe von Quanten-Monte-Carlo Simulationen untersucht.

Quantenfeldtheorie und Gravitation (Sprecher: Prof. Dr. Gerd Rudolph)
Seit Oktober 2005 ist Professor Dr. Rainer Verch Mitglied der Abteilung. Sein Berufungsgebiet ist die Gravitationstheorie. Wir untersuchen relativistische Quantenfeldtheorie und Gravitation mit Bezug auf deren mathematische Strukturen (stratifizierte Struktur des klassischen Konfigurationraums, nichtperturbative Quantisierungsmethoden, allgemeine kovariante Quantenfeldtheorien und nichtkommutative Geometrien) und im Rahmen des perturbativen Zugangs (allgemeine Eichtheorien, Grundzustandsenergien und Casimir-Effekt).

Theorie der Elementarteilchen (Sprecher: Prof. Dr. Klaus 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. Ulrich Behn)
Die Arbeiten auf dem Gebiet der Theorie der kondensierten Materie erfolgen in zwei Bereichen. Im Teilgebiet Strukturbildung werden Forschungen zu rauschinduzierten Phänomenen im Nichtgleichgewicht und zur nichtlinearen Dynamik und statistischen Physik des Immunsystems vorgenommen. Seit April 2005 arbeitet Professor Dr. Klaus Kroy in Leipzig zur Dynamik weicher kondensierter Materie im Nichtgleichgewicht. Sein Themenspektrum reicht von der spontanen Entstehung von Sanddünen, der Beschreibung von Gelen aus adhäsiven Kolloiden und Proteinen, viscoelastischen Eigenschaften des Zytoskeletons bis zum Verhalten einzelner DNA-Moleküle unter Einfluss starker äußerer Felder.

Statistische Physik (Sprecher: Prof. Dr. Manfred 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. Horst Ludger 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

Molekülphysik (Sprecher: Prof. Dr. Friedrich Kremer)
Ziel der Arbeiten ist die Erforschung der Struktur und Dynamik supramolekularer Anordnungen, wie sie von Flüssigkristallen, niedermolekularer und polymerer 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. In enger Kooperation mit dem Institut für Biochemie werden Experimente mit „Optischen Pinzetten“ zum Studium der Faltungsdynamik von RNA-Aptamer-Komplexen durchgeführt, die durch die „Sächsische Biotechnologische Initiative“ gefördert werden. Darüberhinaus werden im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms (SPP 1164) mikrorheologische Untersuchungen an Kolloiden mit gepfropften DNA-Ketten durchgeführt.

Grenzflächenphysik (Sprecher: Prof. Dr. Jörg Kärger)
Die Forschung auf dem Gebiet der Moleküldynamik komplexer Systeme, insbesondere die Untersuchung von Massetransport und Phasenübergängen unter geometrischen Beschränkungen und die methodische (Weiter-)Entwicklung damit verbundener Techniken zur Diffusionsmessung, wie z.B. PFG NMR, Interferenzmikroskopie und IR Micro-Imaging, stehen weiterhin im Mittelpunkt unserer wissenschaftlichen Aktivitäten.

Besondere Glanzlichter waren die erfolgreiche Verteidigung unseres Antrages auf die Weiterführung unserer, gemeinsam durch DFG, CNRS, EPSRC und NSF unterstützten, Arbeit in der Internationalen Forschergruppe „Diffusion in Zeolites“ mit unseren Partnern in Frankreich, Großbritannien und den USA und die Einrichtung der ersten Sächsischen Forschergruppe (FOR 877) „From Local Constraints to Macroscopic Transport“, in der Wissenschaftler aus den Instituten für Experimentelle Physik I und Theoretische Physik mit Kollegen der Technischen Universitäten Chemnitz und Dresden zusammenarbeiten werden.

Als ganz besondere Würdigung unserer erfolgreichen Forschungs- und Lehrtätigkeiten innerhalb der niederländisch-deutschen International Research Training Group „Diffusion in Porous Materials“, dem dritten Forschungsnetzwerk, das zur Zeit von unserer Gruppe geleitet wird, sehen wir schließlich die Verleihung einer DFG-Mercator-Professur an der Universität Leipzig an unseren niederländischen Kollegen Rajamani Krishna.
Im August 2007 wiederholte der zweite Teil der zusammen mit Stefano Brandani aus Edinburgh sowie Roberto Volpe aus dem Veranstaltungsort L'Aquila organisierten Diffusion-Fundamentals Conference Reihe, den Erfolg der ersten Tagung in Leipzig und lässt die weltweite Gemeinschaft der Forscher gespannt auf die dritte Veranstaltung der Reihe, Diffusion Fundamentals III, im Oktober 2009 in Athen, blicken, welche natürlich wieder mit Leipziger Beteiligung organisiert wird und einer der Höhepunkte unter den wissenschaftlichen Veranstaltungen darstellen wird, die das Jubiläum des 600 jährigen Bestehens der Universität Leipzig feiern werden.

Einhergehend mit der Konferenzreihe wurden auch das Diffusion-Fundamentals Online Journal (www.diffusion-online.org/, mit mittlerweile sieben vollständigen Bänden) und die damit assoziierte Diffusion-Fundamentals Homepage (www.diffusion-fundamentals.org/) zu wertvollen und auf breiter Ebene akzeptierten Kommunikationseinrichtungen innerhalb der internationalen Forschergemeinschaft.

Eine grundlegende und an ein breitgefächertes Publikum addressierte Einführung in dieses Fachgebiet, sowie einen kleinen Abstecher in die Geschichte, Kunst und Physik von, aus und in Leipzig findet man (auf Deutsch und Englisch) in dem Buch „Leipzig, Einstein, Diffusion“.

Die personellen Umgestaltungen des letzten Jahres waren in unserer Gruppe von besonderer Relevanz. Dieter Freudes Verabschiedung in den Ruhestand ist uns trauriger Anlass, ihm für seine äußerst erfolgreiche und fruchtbare Arbeit als Universitätsprofessor und Forscher von hohem internationalem Ruf (wie er z.B. in der Verleihung des Breck-Award der International Zeolite Association 1986 für seine wegweisenden Arbeiten zur Anwendung der Festkörper-NMR in Bereichen der Zeolithforschung und technik zum Ausdruck kommt), zu danken.

Und wir freuen uns darüber, dass, nach der neuesten Gesetzeslage, Petrik Galvosas nun auch formal eine Juniorprofessur inne hat. Seinen neuesten Erfolgen bei der methodischen Entwicklung der NMR Diffusiometrie verdanken wir die besondere Intensivierung der Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern am Leipziger Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften und am Institut für Medizinische Physik und Biologie unserer Universität. Ferner erhielt unsere Gruppe wichtige Verstärkung auf dem Gebiet der Adsorption durch die Heisenberg-Stipendiatin Grit Kalies.

Physik weicher Materie (Sprecher: Prof. Dr. Josef Käs)
Die Lebenswissenschaften haben uns seit den großartigen Entdeckungen von Watson und Crick einen enormen Einblick in die molekularen Grundlagen der Prozesse in biologischen Zellen verschafft. Diese neuen Erkenntnisse wurden zu einem bedeutenden Teil mit Hilfe innovativer physikalischer Techniken erhalten. Über 25.000 Gene sind in der menschlichen Erbinformation enthalten, die eine entsprechende Anzahl von Proteinen kodieren. Aus dieser Anzahl ergibt sich eine unübersehbare Fülle möglicher Wechselwirkungen, die einer quantitativen Beschreibung bisher nicht zugänglich sind. Durch das Identifizieren von zellulären Untereinheiten, die als unabhängige funktionale Module agieren, wird diese Komplexität leichter durchschaubar und damit rückt auch ein Verständnis der fundamentalen physikalischen Prinzipien dieser Module in Reichweite. Ein Paradebeispiel eines solchen Moduls ist das als Zytoskelett bekannte intrazelluläre Gerüst. Das Zytoskelett ist das Schlüsselstrukturelement der zellulären Organisation und auch ein Indikator pathologischer Veränderungen der Zellfunktion. Es ist ein Verbund hochdynamischer Polymere und aktiver Nano-Elemente im Inneren biologischer Zellen, die mechanisch und chemisch die Umwelt einer Zelle sondieren. Seine Eigenschaften werden in meiner Gruppe u. a. mit einem modernen Rasterkraftmikroskop (atomic force microscope, AFM) charakterisiert. Das Zellgerüst schafft Zellbewegung und Zellkräfte, die stark genug sind, um starre AFM Cantilever aus dem Weg zu drücken. Diese aktive, weiche kondensierte Materie mit Strukturen im Nano- und Mikrometer – Bereich drängt sich quasi nach einer Beschreibung durch eine neue Biologische Physik und Polymerphysik. Die Forschungsvorhaben der Abteilung „Physik weicher Materie“ sind auf das Ziel eines besseren Verständnisses dieser neuen Physik des Zytoskeletts ausgerichtet. Eine der spannendsten Aspekte dieser interdisziplinären Forschungsarbeit ist der Umstand, dass sie neben Erkenntnissen für die Naturwissenschaft neue Anwendungsmöglichkeiten für die Medizin, zum Beispiel in der Onkologie, Neurologie und der Regenerativen Medizin eröffnet. Das gewonnene Wissen über die aktive biologische Materie, besonders in Bezug auf das Zusammenfügen von Nanobestandteilen zu komplexen molekularen Maschinen, wird auch für die Nanowissenschaften von großem Nutzen sein.

Molekulare Nanophotonik (Sprecher: Prof. Dr. Frank Cichos)
Die Herausforderung der Experimentalphysik auf der Nanoskala ist es, lokale Phänomene, die z.B. an Grenzflächen, an speziellen molekularen Bindungsstellen oder in räumlich begrenzten Regionen stattfinden, zu untersuchen. Diese lokalen Phänomene können die molekulare Dynamik oder Prozesse wie Selbstorganisation kontrollieren bzw. auch Ladungs- und Wärmetransport als auch Lichtausbreitung beeinflussen. Solche Prozesse auf der Nanoskala haben große Bedeutung in nahezu jedem Gebiet zukünftiger Nanotechnologie. Die Forschung der Arbeitsgruppe Molekulare Nanophotonik konzentriert sich auf die Entwicklung und Anwendung optischer Methoden, die Prozesse in Gebieten der chemischen Physik, der Biologie und der Halbleiterphysik auf einer Nanometerskala sichtbar machen. Das Verständnis dieser Prozesse soll letztendlich eine Manipulation einzelner Moleküle und Nanoobjekte durch äußere Einflüsse wie Wärme, Strömungen elektrischer Felder und Ströme erlauben. Die zentrale Untersuchungsmethode unserer Forschung ist dabei die optische Einzelmoleküldetektion mit hochempfindlichen Mikroskopietechniken wie der konfokalen Mikroskopie, der Weitfeld-Fluoreszenzmikroskopie und der photothermischen Mikroskopie. Dabei werden einzelne Farbstoffmoleküle, kolloidale Halbleiternanokristalle oder Goldnanopartikel als Sonden für physikalische Prozesse in Nanomaterialien verwendet. Unsere Forschungsprojekte konzentrieren sich auf hydrodynamische Randbedingungen in nanofluidischen Systemen, die heterogene Moleküldynamik in Polymeren, die photothermische Detektion und Manipulation von Nanoobjekten, die Emissionseigenschaften von Quantenpunkten in photonischen Kristallen und photoinduzierte Prozesse in Halbleiternanopartikeln.

Institut für Experimentelle Physik II

Halbleiterphysik (Sprecher: Prof. Dr. Marius Grundmann)
Die optischen Eigenschaften von Halbleitern (z.B. GaAs, InP und ZnO sowie darauf basierende Mischkristalle), vor allem in Form von Schichten, ultradünnen Schichten, Heterostrukturen sowie dreidimensionalen Mikro- und Nanostrukturen 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 und -akustik (Sprecher: Prof. Dr. Wolfgang 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.

Nukleare Festkörperphysik (Sprecher: Prof. Dr. Tilman 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 LIPSION mit für Deutschland einmaligen Spezifikationen und der Weiterentwicklung nuklearer Sondenverfahren verfolgt. Aktuelle Arbeiten befassen sich mit ortsaufgelöste Spurenanalytik in den Neurowissenschaften, der Untersuchung der Auswirkungen des Einzelionenbeschuss lebender Zellen, der Ionenstrahlanalytik mikro- und nanodimensionaler Strukturelemente sowie der Ionenstrahlbearbeitung.
Mit Hilfe der gestörten gamma-gamma-Winkelkorrelation (TDPAC) wird die Kernquadrupol-wechselwirkung in aktuellen Materialien wie z.B. TiO2 als Volumenmaterial und als Nanopartikel bestimmt. Die Methode eignet sich auch zur in-vitro Bestimmung der Löslichkeit dieser Nanopartikel in Körperflüssigkeiten ohne Separierung von Partikeln und Lösung. Diese Information ist dringend erforderlich, um mögliche gesundheitliche Risiken nach Inkorporation der Nanopartikel abschätzen zu können. Koordinationsstudien von 199mHg in de-novo synthetisierten Peptiden wurden am ISOLDE/CERN durchgeführt.

Supraleitung und Magnetismus (Sprecher: Prof. Dr. Pablo Esquinazi)
Die Abteilung Supraleitung und Magnetismus erforscht grundlegende Eigenschaften magnetischer und supraleitender Materialien. Zurzeit konzentrieren sich unsere Forschungsaktivitäten auf vier Teilgebiete: (1) Untersuchung der magnetischen Eigenschaften protonenbestrahlter Graphitproben, (2) Untersuchung der Magnetotransporteigenschaften von Multigraphen, (3) Messung der spin-abhängigen Transportphänomene in oxidischen Heterostrukturen und (4) Untersuchung der Transporteigenschaften supraleitender Mikro- und Nanostrukturen.

Magnetische Resonanz komplexer Quantenfestkörper (Sprecher: Prof. Dr. Jürgen Haase)
Die elektronischen Eigenschaften von Quantenfestkörpern, in denen die Ladungsträger starke Wechselwirkungen untereinander oder mit dem Gitter aufweisen, sind als Funktionsmaterialien zukünftig von besonderer Bedeutung. Gleichzeitig stellt das Verständnis dieser Materialien besondere Anforderungen an Experiment und Theorie, wie das Beispiel der Hochtemperatur-Supraleiter zeigt: Selbst nach 20 Jahren intensiver Forschung ist uns die elektronische Struktur dieser Materialien noch nicht bekannt. Festkörper mit starken Korrelationen bilden nicht nur neuartige quanten-elektronische Strukturen aus, man beobachtet ebenfalls, dass diese Strukturen selbst in ausgeprägt symmetrischen Gittern im Nanometerbereich inhomogen sein können (elektronische Nanostrukturen). Bei der Erforschung dieser und ähnlicher Materialien benötigt man Sonden, die in solchen Situationen wertvolle Informationen liefern können. Die Methoden der Magnetischen Resonanz (an Atomkernen und Elektronen) sind hier von besonderer Bedeutung. Sie besitzen atomare Auflösung und liefern darüber hinaus vielfältige Daten über die chemische und elektronische Struktur des Festkörpers, wobei besonders hervorzuheben ist, dass sie sich nicht etwa nur auf oberflächennahe Bereiche beschränkt, deren physikalische Eigenschaften natürlich von denen im tieferen Innern der Materialien verschieden sein können.

Bereich Didaktik der Physik (Sprecher: Prof. Dr. Wolfgang Oehme)
Das Forschungsprofil umfasst schulbezogene Arbeiten zur Vermittlung traditioneller und moderner Inhalte der Physik einschließlich empirischer Erprobungen. Weitere Untersuchungsgegenstände sind der Einsatz moderner Medien und die Gestaltung von offenem und fachübergreifendem Unterricht. Aktuell entstehen Anregungen zur Umsetzung der neuen Lehrpläne an sächsischen Schulen, insbesondere zum Aufschließen für physikalische Phänomene im Grundschulalter, zur Kombination von computergestützten Experimenten und Videoanalyse mit Modellierung und Simulation physikalischer Vorgänge, zur Vermittlung von Grundelementen der Elektronik und zur Behandlung der nichtlinearen Dynamik.

Institut für Meteorologie

Allgemeine Meteorologie (Sprecher: Prof. Dr. Gerd Tetzlaff)
Im Mittelpunkt der Arbeiten steht die Beschreibung von Niederschlag in Mesoskalenmodellen, der Betrachtung von Extremwerten des Niederschlages, Klimaveränderungen des Niederschlagsgeschehens, Untersuchungen zur Wirkung von extremem Wetter. Die Validierung der Modelle erfolgt mit am Boden erhoben Beobachtungsdaten und unter Verwendung von Radar und Satellitendaten (z.B. GPS).

Theoretische Meteorologie (Sprecher: Prof. Dr. Werner Metz)
Forschungsschwerpunkt ist die natürliche atmosphärische Variabilität auf Zeitskalen von Wochen bis hin zu Dekaden. Insbesondere werden Anregung und Ausbreitung großskaliger Strömungssysteme in der Atmosphäre und die Rolle interner atmosphärischer Wechselwirkungsprozesse studiert. Zur Untersuchung der Bedeutung solcher Phänomene für die Allgemeine Atmosphärische Zirkulation und das Klima kommen konzeptionelle, mechanistische Modelle und Beobachtungsdaten zum Einsatz.

Hochatmosphäre (Sprecher: Prof. Dr. Christoph Jacobi)
Die Forschung umfasst die numerische Simulation der mittleren Atmosphäre von der Stratosphäre bis in die Thermosphäre unter Verwendung verschiedener Zirkulationsmodelle der Atmosphäre. Die Untersuchungen dienen zur Erstellung von Referenzatmosphären, zur Analyse von langfristigen Trends und zum Einfluss solarer Variabilität auf die hohe Atmosphäre. Dazu werden auch eigene bodengebundene Messungen hochatmosphärischer Parameter zusammen mit globalen Satellitendaten verwendet.

Akustik in der Atmosphäre (Sprecherin: Jun. Prof. Astrid Ziemann)
Schwerpunkt der Forschung ist die Modellierung und Messung von Schallausbreitungsparametern sowie die Bewertung von Schallimmissionen unter besonderer Berücksichtigung des Atmosphäreneinflusses. Verschiedene Systeme zum Monitoring meteorologischer Größen und von Schallparametern mit konventionellen Geräten und neuen Fernmessverfahren (akustische Tomographie) wurden entwickelt bzw. werden im Rahmen von Drittmittelprojekten angewendet.

Institut für Geophysik und Geologie

Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf die Felder Umwelt- und Ingenieurgeophysik, Theoretische Geophysik und Geologie des Känozoikums. Enge Kooperation besteht innerhalb Deutschlands zum Beispiel mit dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung UFZ Leipzig-Halle, dem GeoForschungsZentrum Potsdam, dem Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung Bremerhaven und Potsdam, der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe Hannover und dem Sächsischen Landesamt für Umwelt und Geologie. Die Kooperationen mit internationalen Partnern sind noch mannigfaltiger.

Geophysik (Sprecher: Prof. Dr. Michael Korn)
Die Umwelt- und Ingenieurgeophysik erforscht die obere Erdkruste mit Seismik, Georadar, elektrischen und elektromagnetischen Verfahren. Der Schwerpunkt liegt auf geologischen Barrieren, untertägigen Reservoiren, Kontaminationsflächen, Lockergesteinen, Hohlräumen, Grundwasser, Deichen und Altbergbaugebieten mit ihren Auswirkungen auf besiedelte Gebiete. Untersucht werden auch physikalische Eigenschaften von Gesteinen und die Verknüpfung mit physikalischen und petrophysikalischen Parametern. Die Theoretische Geophysik erforscht die tiefe Struktur der Erde sowie seismische und vulkanische Quellen. Seismische Wellen in komplexen Strukturen werden untersucht. Ein lokales seismisches Netz überwacht kontinuierlich die tektonisch aktiven Gebiete Sachsens. Das Geophysikalische Observatorium Collm (bei Oschatz) führt Langzeitbeobachtungen des seismischen und magnetischen Feldes durch. Es ist Teil des Deutschen Seismologischen Regionalnetzes und des globalen Netzes seismischer Breitbandstationen.

Geologie (Sprecher: Prof. Dr. Werner Ehrmann)
Im Mittelpunkt der Forschung der Abteilung Geologie stehen grundlegende Fragen der Geologie und Paläontologie der Oberkreide, des Tertiärs und des Quartärs (letzte 100 Millionen Jahre der Erdgeschichte). Ein wichtiger Schwerpunkt ist dabei die Rekonstruktion des Paläoklimas, der Paläoumweltbedingungen und der Paläobiogeographie. Wir untersuchen dazu terrestrische, limnische und marine Archive im Umland von Leipzig und in anderen Schlüsselregionen der Erde (z.B. Antarktis, Mittelmeer, Südatlantik) mit einer Vielzahl von sedimentologischen, geochemischen, mineralogischen und paläontologischen Methoden. In der anwendungsorientierten Forschung konzentrieren wir uns auf die Umwelt- und Hydrogeologie (mit besonderem Bezug zur mitteldeutschen Region). Die Geologisch-Paläontologische Sammlung stellt eine wichtige Grundlage für Lehre und Forschung sowie für die Öffentlichkeitsarbeit zur Popularisierung geowissenschaftlicher Forschung dar.

Institut für Geographie

Geographische Forschung konzentriert sich auf räumliche Strukturen und Prozesse im Lebensumfeld des Menschen. Mit wirtschafts- und sozialwissenschaftlichen sowie naturwissenschaftlichen Methoden werden raumbezogene Entwicklungen untersucht, bewertet und vorhergesagt, die durch natürliche Prozesse und menschliche Aktivitäten hervorgerufen werden.

Anthropogeographie, Regionale Geographie und Raumplanung (Sprecher: Prof. Dr. Vera Denzer)
Die anthropogeographische Forschung befasst sich mit stadt-, sozial- und wirtschaftsgeographischen Fragestellungen. Das Hauptinteresse ist auf den Einfluss des sozialen, wirtschaftlichen und technologischen Wandels auf städtische und regionale Strukturen ausgerichtet. Einen Schwerpunkt bildet die Analyse von Transformations- und Restrukturierungsprozessen in Städten und Regionen Ostdeutschlands und Ostmitteleuropas. Forschungsthemen betreffen u. a. Wohnungs- und Immobilienmärkte, Verkehr und Mobilität, Einzelhandel, wirtschaftsräumliche Entwicklungen und Fragen der nachhaltigen Stadt- und Regionalentwicklung. Unter stärkerer kulturgeographischer Orientierung stehen Fragen aus den Bereichen der Kulturlandschaftsforschung und symbolischer Geographien im Zentrum der Untersuchungen. Im Bereich der Raumplanung stehen Aspekte der Raumentwicklung und Regionalplanung in Mitteldeutschland im Vordergrund.

Physische Geographie und Geoökologie (Sprecher: Prof. Dr. Jürgen Heinrich)
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 Bodendegradation 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.

Geoinformatik und Geofernerkundung (Sprecher: Prof. Dr. Werner 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. Mit Hilfe ausgewählter Methoden der Fernerkundung sind vergleichende Untersuchungen zur Bewertung des Flächenverbrauchs und zur nachhaltigen Entwicklung von Großstadtregionen eingeleitet worden. Es werden weiterhin auch Arbeiten durchgeführt zur globalen und regionalen Klimaproblematik und zur Versachlichung der Klimadiskussion in der Wissenschaft und in der Öffentlichkeit.