Forschungsprofil

Die Forschung im Department Physik der Universität Paderborn konzentriert sich auf die zukunftsweisenden Schlüsseltechnologien Optoelektronik und Photonik sowie auf die Erforschung neuer Materialien und die Entwicklung innovativer Bauelemente.

Im Bereich der Theoretischen Physik runden Forschungen auf dem Gebiet der Vielteilchen- oder der Festkörpertheorie das Spektrum ab. Junge, erfolgreiche Professorinnen und Professoren garantieren die Kontinuität dieser Spitzenforschung. 2006 folgte die Gründung der zentralen Forschungseinrichtung „Center of Optoelectronics and Photonics Paderborn“ (CeOPP). Physikerinnen und Physiker arbeiten gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen aus Chemie und Elektrotechnik an grundlegenden oder anwendungsorientierten Themen, ihnen stehen exzellente Labors und Reinräume zur Verfügung. Die Forschungsarbeiten im Bereich der optischen Technologien werden von der DFG seit 2008 über das Graduiertenkolleg GRK 1464 „Micro and Nanostructures in Optoelectronics and Photonics“ und seit 2014 über den Sonderforschungsbereich-Transregio TRR 142 „Tailored Nonlinear Photonics: From Fundamental Concepts to Functional Structures“ gefördert. Seit 2019 wird die Forschungsstärke der Departments Physik, Informatik und Mathematik im Bereich photonische Quantentechnologien im Institut für Photonische Quantensysteme (PhoQS) gebündelt.

Das Forschungsprofil wird abgerundet durch den Bereich der Physikdidaktik, in dem die Wirkung der Lehramtsausbildung untersucht wird.

Experimentelle Physik

Der Bereich der experimentellen Physik ist auf den gemeinsamen Forschungsschwerpunkt „Optoelektronik und Photonik“ fokussiert. Halbleitermaterialien werden hergestellt und zur Realisierung neuartiger funktioneller Mikro- und Nanostrukturen genutzt. Beispiele für solche Komponenten sind  Einzelphotonenquellen, Wellenlängenkonverter, Quantenschaltkreise, Metamaterialien oder plasmonische Antennen. Die genannten Bauelemente sind von großer Bedeutung für Anwendungen in den Bereichen Quanteninformationsverarbeitung, optische Nachrichtentechnik und Sensorik sowie Medizin- und Beleuchtungstechnik. Zur Erreichung neuartiger Funktionalitäten werden insbesondere Konzepte aus der nichtlinearen Photonik und der Quantenoptik genutzt und erforscht. Den beteiligten Arbeitsgruppen stehen für ihre Arbeiten modern ausgestattete Labor und Reinraumflächen zur Verfügung.

Theoretische Physik

In der Theoretischen Physik werden zwei Hauptthemengebiete bearbeitet. Im Bereich „Computational Materials Science“ liegt das Augenmerk auf der Vorhersage und dem physikalischen Verständnis von Materialeigenschaften. Dies geschieht mit ab initio-Verfahren wie der Dichtefunktionaltheorie oder auch Vielteilchenstörungstheorie, die ohne Zuhilfenahme von empirischen Parametern eine präzise Charakterisierung von Materialien erlauben. Im Forschungsschwerpunkt „Computational Optoelectronics and Photonics“ werden die optischen und elektronischen Eigenschaften von Festkörpern und Nanostrukturen auf der Basis mikroskopischer Quantentheorie analysiert.

Physikdidaktik

Im Bereich der Physikdidaktik wird die Wirkung der Lehrerausbildung untersucht. Dazu werden Instrumente zur Erfassung zentraler Komponenten professioneller Handlungskompetenz von angehenden Physiklehrkräften (Fachwissen, fachdidaktisches Wissen, Diagnose von Lernschwierigkeiten, Planung und Reflexion von Unterricht, Überzeugungen, Persönlichkeitsmerkmale) entwickelt und validiert. Die Untersuchungen erlauben Aussagen darüber, inwiefern im Rahmen des Lehramtsstudiums Physik die für den Lehrerberuf notwendigen Kompetenzen erworben werden. In der naturwissenschaftlichen Sachunterrichtsdidaktik geht es auf Schüler- und Lehrerebene um die empirisch fundierte Entwicklung multikriteriell erfolgreicher Lehr-Lern- bzw. Studienangebote und Lehreraus- und -fortbildungskonzepte. Die zunehmende Heterogenität der Schülerschaft in der Grundschule sowie die verbindlichen Vorgaben zur Realisierung schulischer Inklusion stellen dabei aktuell zu bewältigende Herausforderungen dar.

Quantenforschung

Die Erforschung der kleinsten Teilchen des Lichts gehört seit vielen Jahren zu den Forschungsschwerpunkten der Universität Paderborn. Anerkannte Expert*innen betreiben exzellente Grundlagenforschung, um durch konkrete Anwendungen die Zukunft zu gestalten. Damit treiben sie die Quantenforschung in Deutschland und darüber hinaus entscheidend voran.

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Arbeitsgruppen

Emeriti, Pensionäre

 

Ehemalige

Großprojekte

Wissenschaftliche Karriere

Das Department Physik ist der richtige Ort für Sie und Ihre Forschung. Sie haben einen guten bis sehr guten Studienabschluss (typischerweise M.Sc. oder M.Ed.) in der Physik oder einem inhaltlich verwandten Fach, haben Leidenschaft und Neugier für Ihr Studienfach entwickelt und sind fähig zum sorgfältigen wissenschaftlichen Arbeiten? Dann erfüllen Sie die wichtigsten Voraussetzungen für eine Promotion bei uns!

Die Universität Paderborn unterstützt Forscher*innen aller Karrierestufen durch attraktive Arbeitsbedingungen und Karrierewege, Unterstützungsangebote und eine zielgruppenspezifische Personalentwicklung.

 

Unterstützung für Ihre Forschung

Als attraktiver Forschungsstandort unterstützt die UPB ihre Wissenschaftler*innen dabei, ihre Forschungsvorhaben erfolgreich umzusetzen. Von der Antragsberatung über Hilfestellung beim Management von Forschungsdaten bis zur Unterstützung bei der Veröffentlichung und Archivierung von Forschungsergebnissen.