In der Nanophysik werden Strukturen und Phänomene auf der Längenskala von wenigen Nanometern untersucht. Hierbei bestimmt die Quantenphysik viele Eigenschaften der Materialien, und es treten ungewöhnliche optische, magnetische und elektronische Effekte auf. Am KIT wird dazu an verschiedenen Instituten theoretisch und experimentell geforscht. Zur Untersuchung von Nanosystemen werden vielfältige Methoden angewendet und weiterentwickelt, wie z.B. die Elektronenmikroskopie, Rastersondenmikroskopie und verschiedene Mikroskopie- und Spektroskopieverfahren. Ein wichtiger Themenkreis ist zudem die Herstellung und Strukturierung von Nanosystemen mittels Elektronenstrahllithografie, optischer Lithografie oder 3D Nanodruck für konkrete Anwendungen.

Für das angebotene Kursprogramm zum Schwerpunktfach Nanophysik ist die zentrale Veranstaltung die Vorlesungsreihe

  • Grundlagen der Nanotechnologie (I, II),

die mit den folgenden Themen ergänzt werden kann:

  • Elektronische Eigenschaften von Festkörpern
  • Halbleiterphysik
  • Oberflächenphysik
  • Experimentelle Biophysik

Darüber hinaus steht eine große Anzahl an Spezialvorlesungen zu aktuellen Forschungsthemen zur Auswahl:

  • Elektronenmikroskopie
  • Röntgenphysik
  • Supraleiter Nanostrukturen
  • Simulation nanoskaliger Systeme
  • Theoretische Nanooptik
  • Spintransport in Nanostrukturen
  • Nanomaterialien
  • Theoretische molekulare Biophysik
  • Theoretische Optik
  • Physik der Quanteninformation
  • Theoretische Quantenoptik
  • Quantenoptik auf der Nanoskala
  • Festkörper Quantentechnologie
  • Computational Photonics
  • Computational Condensed Matter Physics
  • Molekulare Elektronik

Ebenso werden vielfältige Hauptseminare zu aktuellen Themen angeboten.

Ziel des Masterprogramms der Nanophysik ist es, in die experimentell und theoretisch aktuellen Themen einzuführen.

Referenzen der oben gezeigten Abbildungen (von links nach rechts): M. Kadic. et al. Appl. Phys. Lett (2012), Rieger et al., Nature Materials (2022), Rai et al., , Nano Letters 20, 7600 (2020), T. Ergin. et al., Science 328, 337 (2010).