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Materialforschung - Prof. Jörg Schmalian

Materialforschung - Prof. Jörg Schmalian
   

Der Leiter des Instituts für Theorie der Kondensierten Materie (TKM) befasst sich mit den physikalischen Vorgängen im atomaren Bereich von festen und flüssigen Materialien. Seine Grundlagenforschung gilt den Quantenphänomenen, mit denen sich die Eigenschaften von Materialien verstehen lassen. 

Materialforschung

Portrait Prof. Jörg Schmalian, KIT
Prof. Jörg Schmalian, TKM, KIT

„Wir beschreiben die Wechselwirkungen, die Spielregeln, zwischen den atomaren Teilchen und die Effekte, die daraus resultieren“, sagt der Physiker. Das Phänomen des Magnetismus beispielsweise lasse sich nur exakt erklären, wenn man die Quantenmechanik berücksichtige. „Wir nutzen atomare Bausteine als Ausgangspunkt einer Beschreibung, um daraus die makroskopischen Eigenschaften abzuleiten“, so der Materialforscher. Supraleitende Materialien, die beim Unterschreiten einer bestimmten Temperatur keinen elektrischen Widerstand zeigen und Strom verlustfrei leiten, stehen ebenso im Fokus seiner Forschung wie die Eigenschaften neuer, im Labor synthetisierter Materialien, die neuartige elektrische, optische, magnetische oder thermische Eigenschaften haben. „Wenn neue Materialien entwickelt werden, ist es mein Interesse, dafür das atomare Verständnis zu entwickeln“, sagt Schmalian. Im komplexen Verhalten von Atomen und Elektronen, ihren Wechselwirkungen und räumlichen Anordnungen sucht der Wissenschaftler nach Erklärungen für die jeweiligen Materialeigenschaften. „Wir sind neugierig und wollen die Phänomene in erster Linie verstehen, die Erkenntnisse können dann auch dazu beitragen Materialien zu verbessern“, sagt der Physiker. Durch die Theoretische Physik gewonnenes Wissen werde möglicherweise irgendwann dazu verhelfen eines der großen Ziele aktueller Forschung zu verwirklichen und einen bei Raumtemperatur funktionierenden Supraleiter zu entwickeln. Die zentrale Frage für den Theoretiker sei dabei, wie sich supraleitende Zustände stabil halten lassen, so der Experte. Im Blick seiner Forschung sind neben den in der Vielteilchentheorie betrachteten Wechselwirkungsphänomenen von Mikroteilchen unter anderem das aus nur einer atomaren Schicht Kohlenstoff bestehende Graphen, das wegen seiner hohen Leitfähigkeit für die Nano-Elektronik bedeutend ist. Bevor Professor Schmalian 2011 die Leitung des TKM übernahm forschte er 15 Jahre in den USA. Er ist Fellow der American Physical Society sowie Mitglied der Berliner Wissenschaftlichen Gesellschaft. Das international stark vernetzte TKM kooperiert für seine analytische Forschung eng mit Materialforschern und Experimentalphysikern am KIT.

afr

 

Die Abteilung Presse stellt gerne den Kontakt zwischen Journalisten und Prof. Jörg Schmalian her.

 

Fotonachweis:
Foto Gitter: TKM, KIT
Foto Prof. Jörg Schmalian: Lydia Albrecht, KIT