Labor für Photovoltaik

Im Labor für Photovoltaik (LPV) erforschen wir weshalb reale Solarzellen ganz konktret nicht die Effizienz theoretischer Solarzellen erreichen. Wir stellen Halbleiter unter kontrollierten Bedingungen her und untersuchen z.B. die Lichtabsorption und den Verlust photogenerierter Elektronen mit modernen optoelektronischen Messmethoden, wie der Photolumineszenz. Die nächste Generation von Solarzellenm die auf Dünnfilm-Tandemzellen basiert, steht im Mittelpunkt. Wir tragen zur Verbesserung der Effizienz von Dünnschichtsolarzellen bei.

Leitung der Arbeitsgruppe: Prof. Susanne Siebentritt

Labor für Energiematerialien

Das Labor für Energiematerialen erforscht die physikalischen und chemischen Reaktionen während der Herstellung von Halbleitermaterialien um besser zur verstehen, wie die resultierenden optischen und elektronischen Eigenschaften kontrolliert werden können. Wir sind an umweltfreundlichen Methoden interessiert, deshalb untersuchen wir Halbleiter,  die keine kritischen oder giftigen Elemente enthalten. Ausserdem erforschen wir neue Synthesemethoden, die wenig Energie verbrauchen. Wir forschen an kleinen und halbtransparenten hoch-effizienten Solarzellen für die Integration in Gebäude.

Leitung der Arbeitsgruppe: Prof. Phillip Dale

Rastersondenmikroskopie

Die Rastersondenmikroskopie ist eine ideale Methode zur Untersuchung von Materialeigenschaften auf atomarer Skala. In der Arbeitsgruppe werden technologisch relevante Halbleitermaterialen hergestellt und mittels Rastersondenmikroskopie und Lumineszenzspektroskopie untersucht. Verwendete Materialkombinationen sind vor allem Hybrid-Perovskite, Chalcopyrite und 2D Materialien. Ziel der Forschung ist es zu verstehen, wie Ober- und Grenzflächen gezielt verändert werden können um bestimmte Eigenschaften zu realisieren die die Wirkungsweise funktionaler Materialien (wie z.B. Solarzellen) verbessern.

Leitung der Arbeitsgruppe: Associate Prof. Alex Redinger

Nanomagnetismus Gruppe

Die Forschung der Gruppe von Andreas Michels ist fokussiert auf die Methode der magnetischen Neutronenkleinwinkelstreuung. Mit Hilfe von experimentellen Untersuchungen, theoretischen Berechnungen und mikromagnetischen Simulationen werden grundlegende Aspekte dieser Methode analysiert und weiterentwickelt. Die untersuchten Materialien umfassen beispielsweise Nd-Fe-B und Mn-Bi Magnete, Heusler-Legierungen, Nanokomposite, magnetische Nanopartikel und Stähle.

Leitung der Arbeitsgruppe: Associate Prof. Andreas Michels

Theoretische Festkörperphysik

Die TSSP Arbeitsgruppe untersucht Licht-Materie Wechselwirkungen auf der mikroskopischen Skala. Wir entwickeln und benutzen fortgeschrittene theoretische und computerbasierte Methoden, die auf den Prinzipien der Quantenmechanik basieren, um die Dynamik von elektronischen und atomaren Anregungen zu beschreiben. Dies erlaubt es uns verschiedenste optische Eigenschaften zu analysieren und vorherzusagen, wie z.B. Absorptions- Lumineszenz- und resonante Ramanspektren. In jüngster Zeit hat sich die Gruppe auf eine quantitative Beschreibung des Einflusses der Elektron- und Exziton-Phonon-Wechselwirkung auf diese spektroskopischen Eigenschaften konzentriert. Insbesondere wenden wir unsere Methoden auf 2D-Materialien und Halbleiter an, die für die Entwicklung von neuartigen opto-elektronischen Bauteilen interessant sind, wie z.B. Sensoren und Solarzellen.

Leitung der Arbeitsgruppe: Prof. Ludger Wirtz

Quantendynamik und -Kontrolle

Die QDC-Gruppe untersucht die dynamischen Eigenschaften offener Quantensysteme und entwickelt Protokolle für deren Kontrolle. Wir kombinieren analytische und numerischen Methoden, hauptsächlich aus der Quantenoptik und stochastischen Analysis, um Prozesse wie Dekohärenz, Verschränkung und Übertragung von Anregungen zu charakterisieren. Die untersuchten Systeme sind verschiedenster Art und reichen von einzelnen Modellsystemen bis hin zu chaotischen Systemen und natürlichen Anhäufungen von Molekülen.

Leitung der Arbeitsgruppe: Associate Prof. Aurelia Chenu

Theory and Simulation of Functional Materials

Die Arbeitsgruppe „TSFM“ untersucht Materialeigenschaften mit Hilfe von theoretischen Analysen und Computersimulationen. Ein besonderer Schwerpunkt sind hierbei funktionale Oxide wie Ferroelektrika und magnetoelektrische Multiferroika. Wir arbeiten daran, neue Phänomene (z.B. topologische Ordnung in Ferroelektrika) zu erklären als auch Nanomaterialen mit neuen oder optimierten Eigenschaften mit Computerhilfe zu designen. Die Arbeitsgruppe liefert auch einen Beitrag zur Entwicklung neuer Methoden für Large-Scale-Simulationen, die quantenmechanische Genauigkeit mit Vorhersagekraft kombinieren.

Leitung der Arbeitsgruppe: Affilaited Prof. Jorge Iñiguez (LIST)