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Erich-Krautz-Preis

Die Preistr?ger und Preistr?gerinnen

Professor Erich Krautz-Preistr?ger 2022: Andreas Weh

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Dr. Andreas Weh ? Universit?t Augsburg
Mit diesem Preis w¨¹rdigen die Stiftung und das Institut f¨¹r Physik Andreas Wehs herausragenden theoretischen Untersuchungen der Gleichgewichts- und der Transporteigenschaften stark wechselwirkender elektronischer Modellsysteme. Insbesondere untersuchte er das Zusammenspiel von starken Korrelationen und der in Heterostrukturen oder durch strukturelle Unordnung im Volumen gebrochenen Translationsinvarianz. Die Kombination von starker Wechselwirkung und der durch die Geometrie der betrachteten Systeme oder Defekte eingeschr?nkten Bewegung der Ladungstr?ger erforderte die Anwendung modernster theoretische-numerischer Methoden, daher war ein wesentlicher Teil der Arbeiten auch der Weiterentwicklung dieser Methoden gewidmet. Unter anderem gelang es Herrn Weh subtile Effekte in der Spin-aufgel?sten Zustandsdichte aufzukl?ren, wobei die Materialklasse der halbmetallischen Systeme, die ein hohes Anwendungspotential haben, eine zentrale Rolle spielte. Mit seiner Dissertation, die durch ihre ungew?hnliche thematische und methodische Breite beeindruckt, hat Herr Weh das Gebiet der stark korrelierten inhomogenen oder ungeordneten elektronischen Systeme nachhaltig gepr?gt.
? Universit?t Augsburg

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Abbildung: Effect of electronic correlations in half-metallic ferromagnets in bulk and at interfaces.

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Professor Erich Krautz-Preistr?gerin 2021: Romy Lena Ettlinger

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Preistr?gerin Dr. Romy Lena Ettlinger ? Universit?t Augsburg

Mit diesem Preis w¨¹rdigen die Stiftung und das Institut f¨¹r Physik Romy Ettlingers exzellente Forschungsarbeiten an der Schnittstelle zwischen Physik, chemischen Materialwissenschaften und ΰµÂ¹ú¼Ê_ΰµÂ¹ú¼Ê1946$ÓéÀÖappÓÎÏ·izin. Im Zentrum ihrer Forschung stehen neuartige therapeutisch wirksame Tr?germaterialien zum vaskul?ren Transport von Arsentrioxid. Obwohl Arsentrioxid schon seit l?ngerer Zeit zur Behandlung von Leuk?mien erfolgreich eingesetzt wird, zeigen Studien mit soliden Tumorentit?ten negative Resultate aufgrund eines zu niedrigen ΰµÂ¹ú¼Ê_ΰµÂ¹ú¼Ê1946$ÓéÀÖappÓÎÏ·ikamentenspiegels in den Zielzellen. Um die ΰµÂ¹ú¼Ê_ΰµÂ¹ú¼Ê1946$ÓéÀÖappÓÎÏ·ikamentenverf¨¹gbarkeit von Arsentrioxid zu verbessern, hat Frau Ettlinger die Verwendung von ΰµÂ¹ú¼Ê_ΰµÂ¹ú¼Ê1946$ÓéÀÖappÓÎÏ·l-organischen Ger¨¹stverbindungen (engl. metal-organic frameworks, MOFs) als Tr?germaterialien vorgeschlagen. F¨¹r ihre Studien hat sie exemplarisch drei MOF-Ger¨¹ststrukturen ausgew?hlt und deren Eignung als Wirkstoff-Tr?germaterialien von Arsentrioxid erforscht. Ihre Studien belegen, dass MOFs sich hervorragend f¨¹r den sicheren Transport von hochtoxischen Wirkstoffen wie Arsentrioxid ¨¹ber den Blutstrom eignen. Diese Erkenntnisse bringen das bestehende Wissen der Krebsforschung einen gro?en Schritt voran und stellen einen ?u?erst wichtigen Fortschritt bei der Entwicklung dringend ben?tigter alternativer Therapien f¨¹r Patienten mit Krebserkrankungen dar.

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? Universit?t Augsburg

Abbildung: Schematische Darstellung verschiedener ΰµÂ¹ú¼Ê_ΰµÂ¹ú¼Ê1946$ÓéÀÖappÓÎÏ·l-organischer Ger¨¹ststrukturen (MFU-4l, MOF-74 und ZIF-8) und ihre Beladung mit hochtoxischem Arsentrioxid f¨¹r solide Tumorentit?ten als sichere Wirkstoff-Tr?germaterialien.

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Professor Erich Krautz-Preistr?ger 2020: Matthias Wei?

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? Universit?t Augsburg

Der Professor Erich Krautz-Preis des Jahres 2020 wird Dr. Matthias Wei? verliehen. Damit w¨¹rdigen die Stiftung und das Institut f¨¹r Physik seine exzellenten Forschungsarbeiten an der Schnittstelle zwischen moderner Festk?rper-, Nano- und Quantenphysik. Ins Zentrum seiner Forschung stellte Matthias Wei? die fundamentale Kopplung von Licht, Schall und Materie auf der Nanoskala. Mit gro?em experimentellem Geschick gelang es ihm, die ?drei Elementarteilchen¡° der Festk?rperphysik, Elektronen, Photonen und Phononen gezielt in Wechselwirkung zu bringen. Hierzu ?mischte¡° er Photonen eines Lasers und Phononen einer akustischen Oberfl?chenwelle mit Hilfe eines ?k¨¹nstlichen Atom¡°, einem sogenannten Quantenpunkt. Diese pr?zise Mischung f¨¹hrt zu einer exakt programmierbaren gequantelten ?nderung der Farbe der abgestrahlten einzelnen Photonen.

? Universit?t Augsburg

Abbildung: Das Licht eines Lasers (gr¨¹n) wird durch ein k¨¹nstliches Atom mit der Schallwelle gemischt. So wird die Farbe der abgestrahlten Lichtquanten (rot und blau) mit h?chster Pr?zision ver?ndert.

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Professor Erich Krautz-Preistr?ger 2019: Dominik Schmitz

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? Universit?t Augsburg

Mit diesem Preis w¨¹rdigen die Stiftung und das Institut f¨¹r Physik seine exzellenten Forschungsarbeiten, die einen grundlegenden Beitrag in der chemischen Katalyse darstellen. Dabei stand die druckinduzierte und metallkatalysierte Aktivierung von C-H Bindungen, die als Schl¨¹sselschritt in vielen gro?technischen Prozessen (z.B. Polymerisierung von Olefinen) eine entscheidende Rolle spielt, im zentralen Fokus seiner Studien. Aufgrund des relativ inerten Charakters unpolarer C-H Bindungen ist diese Bindungsaktivierung schwierig zu bewerkstelligen und wird deshalb in der Literatur h?ufig als ?der heilige Gral¡° der metallorganischen Chemie bezeichnet. Herr Dr. Schmitz hat somit auf diesem sehr aktiven und ?u?erst kompetitiven Forschungsgebiet der Chemischen Physik beeindruckende Pionierarbeit geleistet, die es k¨¹nftig erm?glichen wird, die mikroskopischen Kontrollparameter der C-H Bindungsaktivierung unter in-situ Bedingungen analysieren zu k?nnen.

? Universit?t Augsburg

Abbildung: Druckabh?ngige IR-Spektren eines Platinkomplexes mit koordinierendem Chloroformliganden, der eine aktivierte C-H Bindung aufweist. Die Streckmode dieser metallverbr¨¹ckenden C-H Bindung weist zwischen Normaldruck und 3,4(1) GPa eine Rotverschiebung auf, die mit einer druckinduzierten Bindungsaktivierung einhergeht.

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Professor Erich Krautz-Preistr?ger 2018: Alexander Geiseler

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? Universit?t Augsburg

Der Preistr?ger f¨¹r das Jahr 2018 ist Alexander Geiseler. Damit w¨¹rdigen die Stiftung und das Institut f¨¹r Physik seine exzellenten Forschungsarbeiten, die einen richtungsweisenden Beitrag auf dem Gebiet des Transports selbstangetriebener Brown¡¯scher Teilchen (sogenannter artificial microswimmers) darstellen. Da deren Bewegung zwar ?aktiv¡°, aber in ihrer Richtung prim?r rein zuf?llig ist, ist die Steuerung selbstangetriebener Brown¡¯scher Teilchen derzeit ein gro?es Suchfeld im Hinblick auf deren Einsatz in der Nanorobotik, z. B. als Wirkstofftransporteur f¨¹r verschiedene biologisch-medizinische Aufgaben.

Anhand eines kombinierten numerischen und analytischen Zugangs beschreibt Alexander Geiseler in seiner preisgekr?nten Dissertation umfassend die Dynamik selbstangetriebener Brown¡¯scher Teilchen und zeigt auf, dass der Teilchentransport durch eine r?umlich-zeitlich modulierte Antriebsaktivierung kontrolliert werden kann. Gestaltet man die Aktivierung (zum Beispiel Licht einer bestimmten Frequenz) in der Form von periodisch laufenden Intensit?tspulsen, so bewegen sich die Teilchen im Mittel entweder in oder entgegen der Ausbreitungsrichtung der Pulse, abh?ngig von der Pulsbreite und -geschwindigkeit. Durch diesen Effekt k?nnen die Partikel, die selbst keinerlei interne Signalverarbeitungsm?glichkeiten besitzen, dennoch auf ausgesandte Signale reagieren und so in ihrer Bewegung gesteuert werden. Dies wurde bereits experimentell durch andere Forschungsgruppen best?tigt. Mit seiner Arbeit hat Alexander Geiseler daher einen wichtigen Grundstein f¨¹r zuk¨¹nftige Anwendungsm?glichkeiten selbstangetriebener Brown¡¯scher Teilchen gelegt.

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? Universit?t Augsburg

Abbildung: Teilchendrift vx als Funktion der Breite L und der Geschwindigkeit u der Aktivierungspulse. F¨¹r langsame und breite Pulse schwimmen die Teilchen entgegen der Ausbreitungsrichtung der Pulse, w?hrend sie sich f¨¹r schnelle oder schmale Pulse mit diesen fortbewegen.

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Professor Erich Krautz-Preistr?gerin 2017: Birgit Hebler

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? Universit?t Augsburg

Der Professor Erich Krautz-Preis 2017 geht an Dr. Birgit Hebler f¨¹r ihre mit "summa cum laude" bewertete Dissertation "Kopplungsph?nomene in ferri- und ferromagnetischen Heterostrukturen". Im Rahmen ihrer Arbeit hat die Preistr?gerin? eine systematische Analyse von magnetischen Kopplungssystemen mit einer senkrecht zur Filmebene orientierten Magnetisierungsachse bestehend aus ferri- und ferromagnetischen Schichten durchgef¨¹hrt.

Zun?chst wurden die magnetischen und strukturellen Eigenschaften der Einzelschichtsysteme von ferrimagnetischen TbFeCo-Legierungen und verschiedener ferromagnetischer Schichten (FePtCu-Legierungen, Co/Pt-Multilagen) temperaturabh?ngig als Funktion der Schichtdicke und Zusammensetzung im Detail untersucht. Die gefundenen Ergebnisse dienten als Grundlage zum Verst?ndnis auftretender Kopplungsph?nomene in magnetischen Mehrschichtsystemen. Ein besonderer Fokus wurde auf das Grundverst?ndnis und die Optimierung der unidirektionalen Austauschwechselwirkung (engl.: Exchange Bias Effect), die in gekoppelten Heterostrukturen auftritt, gelegt. Man versteht darunter die Verschiebung der magnetischen Hysterese entlang der Feldachse. Eine Maximierung der auftretenden Austauschfelder ist besonders f¨¹r die weitere Miniaturisierung von spintronischen Bauelementen von besonderer technologischer Bedeutung.

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In der vorliegenden Dissertation konnte erstmalig eine doppelseitige Verschiebung der Hysterese in positive und negative Feldrichtung mit extrem hohen Austauschfeldern von mehreren Tesla erzeugt und das Kopplungsverhalten mit Hilfe von elementspezifischen Synchrotron-Messungen sowie mittels einfacher Modelle erkl?rt werden.

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? Universit?t Augsburg

Abbildung: Die in positive und negative Feldrichtung verschobenen Teil-Hysteresen einer Tb18Fe81(10nm)/Tb36Fe64(10nm) Heterostruktur aufgenommen bei 130 K (aus B. Hebler et al., Phys. Rev. B 95, 104410 (2017)).

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Professor Erich Krautz-Preistr?ger 2016: Bernhard Fichtl

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? Universit?t Augsburg

Bernhard Fichtl's preisgekr?nte Dissertation ist von der Idee inspiriert, dass biologische Grenzschichten, wie zum Beispiel Zellmembranen, die das Grundger¨¹st allen Lebens bilden, weit mehr sind als semipermeable Barrieren: Sie stellen ein unabh?ngiges thermodynamisches System dar, das auf St?rungen seiner Umgebung mit statischen und dynamischen Zustands?nderungen reagiert. Da ein Gro?teil der Enzyme in der Natur nicht frei vorliegt, sondern in die Membranen eingebettet ist, stellt sich die Frage, welche Rolle die physikalischen Eigenschaften dieser Grenzfl?chen f¨¹r die biochemischen Prozesse der Zelle und damit f¨¹r das Leben selbst spielen.

In der Arbeit werden die dynamischen Eigenschaften von Lipidmonolagen, welche ein einfaches Membranmodell bilden, analysiert. Dabei wird zum ersten Mal gezeigt, dass mit einer lokalen pH-Erniedrigung propagierende akustische Pulse in Monoschichten erregt werden k?nnen. Die Pulse breiten sich mit einer Geschwindigkeit ca. 1 m/s aus und modulieren gleichzeitig alle Variablen der Grenzschicht. So sind die Pulse nicht rein mechanisch, sondern ver?ndern simultan das Oberfl?chenpotential und den pH-Wert an der Grenzfl?che. Weiterhin wird mittels einer lokalen Temperatur?nderung illustriert, dass prinzipiell jede Variable der Grenzschicht zur Anregung von Pulsen verwendet werden kann. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wird ein neues Modell der Zellkommunikation vorgeschlagen, das auf der Erregung und Ausbreitung von akustischen Pulsen basiert. Anhand der Enzyme Acetylcholinesterase und Phospholipase A2 wird nachgewiesen, dass die Pulse die Funktion von Proteinen (hier die Katalyse) in der Grenzschicht signifikant beeinflussen und somit f¨¹r die Signaltransduktion in nat¨¹rlichen Systemen in Frage kommen.

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Referenzen:

Professor Erich Krautz-Preistr?ger 2015: Zhe Wang

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? Universit?t Augsburg

Low-dimensional quantum magnets provide unique possibilities to study ground and excited states of quantum models, to explore new phases of quantum matter, and to investigate the interplay of quantum and thermal fluctuations. In his dissertation entitled "Terahertz and Infrared Spectroscopy on Low-Dimensional Quantum Magnets", Zhe Wang has studied quantum phase transitions and quantum spin dynamics, and its interplay with lattice and orbital degrees of freedom, in a variety of low-dimensional quantum spin systems in static and pulsed high magnetic fields up to 60 Tesla.

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In Zhe Wang¡¯s award-winning dissertation, the confinement of spinon excitations, as analogue of the concept of quark confinement, is realized and identified in a spin-1/2 Heisenberg-Ising antiferromagnetic chain, which can be described by a one-dimensional Schr?dinger equation. By careful measurement of spin excitations in high magnetic fields, quantum phase transitions are revealed. In the spin-1/2 system, a quantum critical phase is induced by a magnetic field, which is characterized by string excitations and fractional spin excitations that emerge above the phase transition. In a spin-1 antiferromagnetic chain, where the Haldane phase is realized as the ground state, Ising- and XY-type antiferromagnetic phases are observed above their respective field-induced quantum phase transitions.

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Professor Erich Krautz-Preistr?ger 2014: Thomas Bauer

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? Universit?t Augsburg

In seiner Dissertation mit dem Titel "Nichtlineare dielektrische Spektroskopie zum Nachweis von Kooperativit?t und Heterogenit?t in glasbildenden Fl¨¹ssigkeiten" hat Thomas Bauer dielektrische Experimente bei extrem hohen Spannungen durchgef¨¹hrt, um nichtlineare Beitr?ge zur dielektrischen Permittivit?t am Glas¨¹bergang zu bestimmen. Nach theoretischen Vorhersagen erlauben nichtlineare Suszeptibilit?ten Aussagen zu kritischen L?ngenskalen am Glas¨¹bergang, die experimentell sonst sehr schwer oder gar nicht zug?nglich sind. Es ist Herrn Bauer gelungen, durch h?chste Experimentierkunst und Originalit?t der Messungen nichtlineare dielektrische Experimente mit bisher nicht erreichbarer Pr?zision durchzuf¨¹hren. Damit gelang ihm unter anderem der Nachweis des theoretisch vermuteten Zusammenhangs von intermolekularen Korrelationen, d. h. gemeinsame Teilchenbewegung, mit der Viskosit?t am Glas¨¹bergang (siehe Schaubild).

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? Universit?t Augsburg

Abbildung: Mit sinkender Temperatur gibt es immer gr??ere Bereiche (farbig markiert) in der glasbildenden Fl¨¹ssigkeit, in denen sich die Teilchen gemeinsam bewegen. Dadurch erh?ht sich die Viskosit?t kontinuierlich.

Die zentralen Ergebnisse von Thomas bauers Dissertation f¨¹hrten zu zwei Publikationen in Physical Review Letters, wobei die zweite Arbeit [1] international als essentieller Beitrag zur Physik der Gl?ser gilt und in einem Viewpoint [2] unter dem Motto "Clearing up the Mysteries of Glassy Dynamics" diskutiert wurde.

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Referenzen:

  • [1] Th. Bauer et al., Phys. Rev. Lett. 111, 225702 (2013)

  • [2] G. Biroli and J.-P. Bouchaud, Physics 6, 128 (2013)

Professor Erich Krautz-Preistr?ger 2014: Manuel Presnitz

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? Universit?t Augsburg

Mit der Verleihung des Krautz-Preises w¨¹rdigen die Stiftung der Universit?t Augsburg und das Institut f¨¹r Physik Manuel Presnitz' herausragende Dissertationsarbeit, in der in beeindruckender Weise seine umfangreichen "Untersuchungen an Materialien mit niederdimensionalen Eigenschaften" zusammengefasst sind. Der Fokus der Arbeit war die Bestimmung und Analyse der elektronischen und magnetischen Strukturen niederdimensionaler Hybridmaterialien wie (i) metallorganische Perowskite und (ii) Dichalcogenide sowie (iii) molekulare anorganische Radikale. Ziel war es, ein besseres Verst?ndnis dar¨¹ber zu erlangen, wie sich multi-funktionelle Materialeigenschaften in Hybridmaterialien durch eine Reduktion der Dimensionalit?t systematisch generieren lassen und welche physikalischen und chemischen Kontrollparameter dabei die entscheidende Rolle spielen. Als Beispiel ist die Struktur von polymerem Methyltrioxorhenium (MTO) im unteren Bild dargestellt.

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? Universit?t Augsburg

Manuel Presnitz hat sowohl sowohl detaillierte theoretische als auch hoch-pr?zise experimentelle Untersuchungen durchgef¨¹hrt. Mithilfe aufw?ndiger Rechnungen auf der Basis der Dichtefunktionaltheorie war es z. B. f¨¹r MTO und poly-MTO m?glich, den zweidimensionalen Charakter der elektronischen Eigenschaften zu identifizieren.

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Seine magnetischen Studien zu den magnetischen Eigenschaften des Diradikals (CNSSS)2
[5,5'-Bis-(1,2,3,4-trithiazolium)] verkn¨¹pfen experimentelle ESR- und Magnetometermessungen mit verschiedenen quantenchemischen Modellen und f¨¹hren schlie?lich zur Entwicklung eines Spinmodells f¨¹r das Diradikal in verschiedenen Festk?rpermatrizen. Mit umfangreichen Instrumentier- und Programmierarbeiten an einem kommerziellen SQUID-Magnetometer hat er au?erdem die Voraussetzungen zur Untersuchung der supraleitenden Eigenschaften metall-organischer Interkalationsverbindungen, wof¨¹r au?erordentlich pr?zise magnetische Messungen bei sehr kleinen und verl?sslich reproduzierbaren Magnetfeldern (B ¡Ü 200 G) n?tig sind, geschaffen.

Professor Erich Krautz-Preistr?gerin 2013: Julia K. Kraus (geb. Wagner)

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? Universit?t Augsburg

Mit der Verleihung des Krautz-Preises w¨¹rdigen die Stiftung der Universit?t Augsburg und das Institut f¨¹r Physik Julia Kraus' systematische und umfassende Untersuchungen der physikalischen und strukturellen Eigenschaften organischer Heterostruktursolarzellen.

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Die Herausforderung bei organischen Halbleitern f¨¹r Anwendungen in der Photovoltaik liegt in der exzitonischen Natur der optischen Anregungszust?nde. Daher ist f¨¹r eine effiziente Ladungstrennung die Kombination von zwei Komponenten mit unterschiedlichen Elektronenaffinit?ten und Ionisationspotentialen - einem Elektronendonor und einem Elektronenakzeptor - notwendig. Gleichzeitig muss diese D/A-Grenzfl?che innerhalb der Lebensdauer der Exzitonen erreicht werden, was insbesondere bei Exzitonendiffusionsl?ngen im Nanometerbereich gewisse Herausforderungen an die Schichtmorpologie eines derartigen Hetero¨¹bergangs mit sich bringt. Vor allem bei aus der L?sung aufgebrachten Polymerschichten hat sich dabei das Konzept der Volumenmischung durchgesetzt, bei molekularen Materialien, wie sie von Frau Kraus untersucht wurden, ist das Rennen zwischen beiden Konzepten - Mischung und planarer Hetero¨¹bergang - im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Zellen derzeit noch offen.

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? Universit?t Augsburg

Gerade vor diesem Hintergrund haben die Untersuchungen von Julia Kraus sowohl im Hinblick auf die Entwicklung eines besseren Verst?ndnisses f¨¹r die physikalischen Prozesse sowie die Ma?schneiderung organischer Heterostrukturen zur Verbesserung der Leistungsf?higkeit der Bauelemente eine sehr gro?e Bedeutung. Ihre Herangehensweise ist dabei sehr systematisch und gleichzeitig umfassend. An Hand eines prototypischen Modellsystems bestehend aus dem molekularen Donor Diindenoperylen und dem Fulleren C60, die in dieser Kombination erstmals eingesetzt wurden, entwickelt sie ein ganzheitliches Verst?ndnis aller relevanten Grenzfl?chen in einem derartigen Bauelement. Von besonderer Bedeutung ist nat¨¹rlich die aktive Donor-Akzeptor-Grenzfl?che; daneben werden aber auch beide Elektrodengrenzfl?chen sowie der Volumentransport durch den organischen Halbleiter untersucht.

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Referenz:

  • J. Wagner et al., Adv. Funct. Mater. (2010)

Professor Erich Krautz-Preistr?ger 2011: Markus G. R. Sause

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? Universit?t Augsburg

Mit der Verleihung des Krautz-Preises w¨¹rdigen die Stiftung der Universit?t Augsburg und das Institut f¨¹r Physik Markus Sause's hervorragenden Forschungsarbeiten, die einen grundlegenden Beitrag f¨¹r das Feld der Schallemissionsanalyse liefert und insbesondere bahnbrechend f¨¹r Erforschung der Schallemission von faserverst?rkten Materialien ist.

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Entscheidend f¨¹r die Verbesserung von hybriden Materialien, wie z. B. kohlenstofffaserverst?rkte Kunststoffe (CFK), ist die Entwicklung neuer Materialien, Bauweisen und Fertigungstechnologien. Das volle Potential l?sst sich dabei aber nur ausspielen, wenn eine gesicherte Versagensvorhersage getroffen werden kann. Hier bietet die Schallemissionsanalyse einzigartige M?glichkeiten, um w?hrend der Belastung eines Bauteils eine Aussage ¨¹ber den Sch?digungsfortschritt zu treffen.

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? Universit?t Augsburg

F¨¹r diesen Zweck hat Markus Sause auf experimenteller Seite methodische Verfahren entwickelt, um eine Unterscheidung bestimmter Versagensmechanismen zu erm?glichen. Im Rahmen der Arbeit wurde ein neuer Ansatz f¨¹r parameterbasierte Mustererkennung erarbeitet und in der Anwendung auf Faserverbundwerkstoffe etabliert. Hierbei wird in einem automatisierten Prozess ein Bewertungsschema durchlaufen, welches ohne vorherige Annahmen ¨¹ber die Struktur des Datensatz eine optimale Einteilung der Signale vornimmt. Dadurch k?nnen im n?chsten Schritt diese Signalklassen durch Verwendung von Mikroskopie oder Finite-Elemente-Simulationen mit bestimmten Schadensmechanismen in Faserverbundwerkstoffen korreliert werden. Dazu werden erstmalig innerhalb eines eigens entwickelten Softwareprogramms gemittelte Frequenz-Zeit Diagramme errechnet und f¨¹r die Korrelation verwendet.

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Um ein tiefergehendes Verst?ndnis der Aussagekraft von akustischen Wellen ¨¹ber die Vorg?nge im Material zu erreichen, wurden innerhalb der Dissertation auch neue Ans?tze zur Modellierung von Schallemissionsquellen verfolgt.

Professor Erich Krautz-Preistr?ger 2010: Martin Eckstein

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privat

F¨¹r den Krautz-Preis nominiert wurde Martin Eckstein f¨¹r seine herausragenden theoretischen Untersuchungen von stark korrelierten Modellsystemen au?erhalb des thermodynamischen Gleichgewichts. Unter anderem untersuchte er anhand des Hubbard-Modells, wie sich Vielteilchensysteme zeitlich entwickeln, wenn zum Beispiel die Wechselwirkung zu einen bestimmten Zeitpunkt "eingeschaltet" wird. Seine im Jahr 2009 abgeschlossene Dissertation mit dem Titel "Theory of correlated systems out of equilibrium" wurde mit der Bestnote "summa cum laude" bewertet, ebenso seine Leistung in der m¨¹ndlichen Pr¨¹fung. "Es ist selten, dass ein junger Theoretiker mit derartiger Originalit?t und technischem K?nnen in theoretisch-physikalisches Neuland vordringt", so die Einsch?tzung seines Betreuers, Prof. Dr. Dieter Vollhardt.

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Martin Eckstein, geboren am 4. Dezember 1979 in Augsburg, studierte von 2000 bis 2006 Physik im Diplomstudiengang. Schon seine Diplomarbeit, die er 2005-2006 am Lehrstuhl Vollhardt anfertigte, war einem "korrelierten" Thema gewidmet; sie tr?gt den Titel "The frustrated Hubbard model on the Bethe lattice - an investigation using the self-energy functional approach".

Nach einer zweij?hrigen Postdoc-Zeit an der ETH Z¨¹rich leitet Martin Eckstein inzwischen (seit Oktober 2011) eine Max-Planck-Forschungsgruppe, die am Center for Free-Electron Laser Science (CFEL) in Hamburg angesiedelt ist.

Professor Erich Krautz-Preistr?ger 2009: Stefan Paetel

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Thorsten Naeser

Dr. Stefan Paetel (geb. Thiel), Jahrgang 1979, hat von 1999 bis 2004 an der Universit?t Augsburg Physik studiert. Das Thema seiner am Lehrstuhl f¨¹r Experimentalphysik VI geschriebenen Diplomarbeit waren ?Transport Measurements on Oxide Heterostructures¡°. W?hrend seiner anschlie?enden T?tigkeit als Wissenschaftlicher Angestellter am Lehrstuhl f¨¹r Experimentalphysik VI entstand zwischen 2005 und 2008 seine Doktorarbeit mit dem Titel ?Study of Interface Properties in LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures¡°. 2007 erhielt Paetel den THIOX Award der European Science Foundation f¨¹r ausgezeichnete Forschung im Bereich der Elektronengase in oxidischen Heterostrukturen.?Seit Oktober 2009 arbeitet er am Zentrum f¨¹r Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) in Stuttgart, wo er M?glichkeiten der Optimierung von Solarzellen erforscht.

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EPVI

Die Augsburger Universit?tsstiftung und das Institut f¨¹r Physik w¨¹rdigen mit dieser Auszeichnung Paetels ?Aufsehen erregende Leistungen zur Erforschung zweidimensionaler Elektronensysteme in oxidischen Heterostrukturen¡°. Konkret ist es Paetel in seiner summa cum laude-Dissertation gelungen, mit atomarer Pr?zision Schichten aus Isolatoren so zu stapeln, dass an der Grenzfl?che leitf?hige, zweidimensionale Elektronensysteme mit neuen elektronischen Eigenschaften entstehen. Er konnte diese Systeme strukturieren, ihre Eigenschaften messen und damit entscheidende Fortschritte beim Verst?ndnis der Funktion der neuen Elektronensysteme erzielen.

Professor Erich Krautz-Preistr?ger 2008: J?rn Dunkel

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privat

F¨¹r den Krautz-Preis nominiert wurde J?rn Dunkel ?nicht nur auf Grund seiner h?chst anspruchsvollen und einmalig beeindruckenden Leistung im Rahmen seiner summa cum laude-Promotion mit dem Titel ?Relativistic Brownian Motion and Diffusion Processes? sondern auch auf Grund seines breiten Wissens in vielen anderen aktuellen Gebieten der theoretischen Physik, wegen seiner integeren Pers?nlichkeit und wegen seines Ausnahmepotentials als zuk¨¹nftiger Forscher und Hochschullehrer. Dunkel verf¨¹ge ¨¹ber ein sehr tiefes Verst?ndnis f¨¹r komplexe physikalische Zusammenh?nge und zugleich ¨¹ber ein umfangreiches mathematisches K?nnen und Wissen, das n?tig sei, um diese herausfordernden Fragestellungen zur relativistischen Brownschen Bewegung und relativistischen Thermodynamik mit Erfolg zu bearbeiten. Die von ihm erzielten Ergebnisse seien ohne Zweifel richtungweisend f¨¹r die Wissenschaftsgemeinde, originell und h?chst aktuell.¡°

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Dr. J?rn Dunkel ist anschlie?end an seine Augsburger Promotion im Oktober 2008 auf eine Postdoc-Stelle an das Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics der Universit?t Oxford gewechselt. In der Gruppe von Prof. Dr. Julia Yeomans befasst sich dort mit der statistischen und hydrodynamischen Modellierung bakterieller Mikrosysteme im Bereich kleiner Reynolds-Zahlen. Parallel dazu arbeitet er weiterhin mit der Arbeitsgruppe seines Doktorvaters H?nggi an der Universit?t Augsburg zusammen, um aus seiner Dissertation hervorgegangene Fragestellungen zu relativistischen Diffusionsprozessen und zur relativistischen Thermodynamik weiter zu untersuchen. Eine erste einschl?gige Arbeit wurde bereits zur Publikation eingereicht, eine weitere ? in Zusammenarbeit mit Stefan Hilbert (Max-Planck-Institut f¨¹r Astrophysik Garching/Universit?t Bonn) ? steht kurz vor dem Abschluss.

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Die Forschungsergebnisse, mit denen Dunkel am Augsburger Physik-Institut promoviert hat, sind k¨¹rzlich auch von der renommierten Zeitschrift "Nature Physics" aufgegriffen worden. Den Inhalt seines Preisvortrags fasste er folgenderma?en zusammen:

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?Die konsistente Einbettung thermodynamischer Konzepte in die Einsteinsche Relativit?tstheorie wird jedoch seit mehr als 100 Jahren kontrovers diskutiert. Das grunds?tzliche Ziel der Thermodynamik besteht darin, ausgedehnte physikalische Systeme mittels weniger globaler Kenngr??en (z.B. Energie, Volumen oder Temperatur) zu beschreiben. Im Rahmen der Relativit?tstheorie erweist sich eine derartige Charakterisierung als problematisch. Dort verlieren beispielsweise Aussagen wie ?die Energie oder die L?nge eines K?rpers zum Zeitpunkt? an Eindeutigkeit, da gem?? der Relativit?tstheorie der Zeitbegriff vom Bewegungszustand des Beobachters abh?ngt. Im ersten Teil des Vortrags werden traditionellen Formulierungen der relativistischen Thermodynamik und ihre Probleme zusammengefasst. Anschlie?end wird ein alternativer Zugang diskutiert, bei dem thermodynamische Gr??en ?photographisch? ? also auf der Basis von Lichtkegeln ? definiert werden. Im Gegensatz zu den traditionellen Formulierungen, die ¨¹blicherweise auf dem Begriff der Gleichzeitigkeit aufbauen, l?sst sich diese ?photographische Thermodynamik? prinzipiell problemlos auf die Allgemeine Relativit?tstheorie erweitern und liefert zudem experimentell zug?ngliche Vorhersagen. Im letzten Teil des Vortrags sollen noch kurz relativistische Verallgemeinerungen des Brownschen Bewegungskonzepts vorgestellt werden.¡°

Professor Erich Krautz-Preistr?ger 2007: Thomas Frommelt

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privat

Dr. Thomas Frommelt, Jahrgang 1978, hat von 1998 bis 2003 an der Universit?t Augsburg Physik mit Nebenfach Informatik studiert. Thema seiner am Lehrstuhl f¨¹r Experimentalphysik IV (Prof. Dr. Bernd Stritzker) f¨¹r die AFS Entwicklungs + Vertriebs GmbH geschriebenen Diplomarbeit war ?Der Plasmajet als dielektrische Barrierenentladung und Beschichtungsanlage¡°. W?hrend seiner anschlie?enden T?tigkeit als Wissenschaftlicher Angestellter am Lehrstuhl f¨¹r Experimentalphysik I (Prof. Dr. Achim Wixforth) entstand zwischen 2003 und 2007 seine Doktorarbeit, die im vorigen Jahr auch bereits mit dem Universit?tspreis der Gesellschaft der Freunde der Universit?t Augsburg ausgezeichnet wurde. F¨¹r seinen Vortrag ¨¹ber ?Vortex engineering with surface acoustic wave fluidics¡° erhielt Frommelt bei der Konferenz des DFG Schwerpunktprojekts 1164 ?Nano- und Mikrofluidik¡° den ersten Preis. Bereits seit Beginn seines Studiums betreibt Frommelt ein eigenes IT-Unternehmen, seit April 2008 arbeitet er als Projektmanager bei der SGL Carbon GmbH in Meitingen.

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Die Augsburger Universit?tsstiftung und das Institut f¨¹r Physik w¨¹rdigen mit dieser Auszeichnung Frommelts ?hervorragende Arbeiten zum Mischverhalten mikrofluidischer Fl¨¹ssigkeitsmengen auf Biochips und deren exakte Modellierung auf Basis eines hoch effizienten Algorithmus¡°. Konkret ist es Frommelt in seiner summa cum laude-Dissertation gelungen, wesentlich zum Verst?ndnis der Mikro- und Nanofluidik auf Chip-Labors beizutragen und zugleich eine Vielzahl technisch-physikalischer Probleme zu l?sen. Die Durchmischung kleiner Fl¨¹ssigkeitsmengen, die ein entscheidendes Problem auf dem Weg zum Chip-Labor darstellt und die bislang nur diffusiv bzw. ¨¹ber den Umweg sehr komplexer Geometrien m?glich war, kann aufgrund des von Frommelt entwickelten Verfahrens wesentlich schneller und einfacher erfolgen.

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Kleinste Fl¨¹ssigkeitsmengen verhalten sich v?llig anders als die im t?glichen Leben gewohnten makroskopischen Fluide. W?hrend man f¨¹r seinen Kaffee z. B. eine Tasse braucht, stabilisieren sich kleinste Tr?pfchen durchaus von selbst, wie der Blick auf eine betaute Wiese oder ein betautes Spinnennetz zeigt. Der Grund f¨¹r das unterschiedliche Verhalten kleiner und gro?er Fl¨¹ssigkeitsmengen liegt in der unterschiedlichen Wichtigkeit der auftretenden Kr?fte. W?hrend makroskopische Fl¨¹ssigkeitsmengen vornehmlich den Gesetzen der Schwerkraft und der Tr?gheit unterliegen, dominieren bei mikrofluidischen Mengen die Oberfl?chenspannung und Benetzungsph?nomene.

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Auf der Nanoliterskala erscheinen Fl¨¹ssigkeiten deswegen z?h wie Honig. Dies hat weitreichende Konsequenzen, wenn man mikrofluidische Fl¨¹ssigkeitsmengen pumpen, bewegen oder mischen will, denn eine effektive Bewegung und besonders eine effektive Durchmischung kleinster Fl¨¹ssigkeitsmengen erweisen sich aufgrund die ?Z?higkeit¡° als schier unm?glich. Und dies wiederum ist ein ganz erhebliches Hindernis auf dem Weg zum sogenannten Chip-Labor, an dessen Realisierung weltweit intensiv geforscht wird. Denn wie von ihren elektronischen Geschwistern, den Mikrochips, erhofft man sich von programmierbaren Miniaturlabors entscheidende Fortschritte in der Mikrobiologie und in der Gentechnik, in der Pharmazie, in der Chemie sowie in der medizinischen Forschung und Diagnostik. Auf einem Chip-Labor n?mlich k?nnen winzigste Stoffmengen automatisch analysiert und diversen Tests unterzogen werden. Z. B. eine schnelle Diagnose bereits in der Arztpraxis ? ohne den Zeit raubenden Umweg durch ein Gro?labor ? r¨¹ckt mit der Entwicklung solcher Chip-Labore in greifbare N?he. Aber auch f¨¹r viele andere Anwendungen bieten sich Biochips an: Um etwa Mikroben und Viren zu identifizieren werden sie heute schon in der Lebensmittelkontrolle und zur Pr¨¹fung der Wasserqualit?t eingesetzt.

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? Universit?t Augsburg

Frommelt hat nun einen neuartigen Pump- und Mischmechanismus entwickelt, der der hinderlichen ?Z?higkeit¡° kleinster Fl¨¹ssigkeitsmengen gewisserma?en keine Chance l?sst und somit einen gro?en Schritt in Richtung Chip-Labor darstellt. Dieser Mechanismus beruht auf der Wechselwirkung zwischen nanoskopisch kleinen Erdbeben ? sogenannten akustischer Oberfl?chenwellen ? und ebenso nanoskopisch kleinen Fl¨¹ssigkeitsmengen auf dem Chip. Wie ein Ultraminiatur-Tsunami durchwirbeln und bewegen diese Nanobeben die winzigen Tr?pfchen und Fl¨¹ssigkeitsfilme. Die Beben werden von Mikroelektroden angeregt, an die ein Hochfrequenzsignal angelegt wird. Verwendet man zwei solcher Epizentren, so gelingt es sogar, eine quasi chaotische Mischung zu erreichen, die besonders schnell zum gew¨¹nschten Ergebnis f¨¹hrt.

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?ber diesen Fortschritt im Bereich der technischen Anwendung hinaus ist es dem Experimentalphysiker Frommelt gelungen, durch die Entwicklung ausgefeilter numerischer Algorithmen auch beim theoretischen Verst?ndnis einen gewaltigen Schritt vorw?rts zu machen und einen wichtigen Beitrag zur Beschreibung der Gesetze der Mikro- und Nanofluidik zu leisten, die sich wieder aufgrund der gegen¨¹ber der ?normalen¡° Makrowelt deutlich ver?nderten Randbedingungen als sehr schwierig erweist. Es gibt derzeit praktisch noch keine M?glichkeit, das Verhalten kleinster Fl¨¹ssigkeitsmengen z. B. auf einem Biochip ab initio zu erkl?ren, und auch bei Modellierung und Theorie sind dementsprechend viele Fragen offen. Mit seinem ?raytracing-Verfahren¡° hat Frommelt im Rahmen seiner Forschungen nun auch ein Simulationswerkzeug zur L?sung vieler dieser offenen Fragen entwickelt, mit dem ein handels¨¹blicher PC die Aufgabe der hydrodynamischen Simulation komplexer mikrofluidischer Str?mungen, die bislang kaum zu bew?ltigen schien, in unerreicht kurzer Zeit schafft.

Richtlinien zur Verleihung des Professor Erich Krautz-Preises

Richtlinien zur Verleihung des
Professor Erich Krautz-Preises
zur F?rderung des wissenschaftlichen Nachwuchses
im Institut f¨¹r Physik der Universit?t Augsburg

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Diese Richtlinien regeln, auf der Basis des Testaments von Prof. Dr. Erich Krautz aus Friedberg vom 23.09.2001, das Verfahren zur Vergabe des Professor Erich Krautz-Preises f¨¹r die hervorragendste Dissertation, die im Institut f¨¹r Physik angefertigt worden ist. Der Preis wird aus den Ertr?gen der Erich Krautz-Stiftung in der Stiftung der Universit?t Augsburg finanziert.

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  1. Der Professor Erich Krautz-Preis wird j?hrlich ¨C beginnend mit dem Jahr 2007 ¨C zum Jahresende vergeben. Die Preisverleihung findet zu Beginn des darauf folgenden Jahres statt.
  2. Der Preis besteht aus
    a. einem Stiftungspreis in H?he von 2.500 € f¨¹r die hervorragendste Dissertation, die im Zeitraum vom 1.10. des Vorjahres bis zum 30.9. des Jahres der Preisvergabe abgeschlossen wurde; Stichtag ist der Tag der m¨¹ndlichen Pr¨¹fung,
    b. einem Forschungspreis f¨¹r Anschaffungen im Zusammenhang mit den Forschungen des Preistr?gers / der Preistr?gerin, sofern dieser / diese weiterhin ¨C f¨¹r mindestens sechs Monate ab dem Tag der Preisverleihung ¨C im Institut f¨¹r Physik wissenschaftlich t?tig ist, sowie
    c. einer Urkunde.
  3. Die H?he des Forschungspreises zu 2.b ergibt sich aus den Zinsertr?gen, die im Vorjahr (Kalenderjahr) aus dem Stiftungsverm?gen erwirtschaftet wurden, abz¨¹glich des Stiftungspreises zu 2.a.
  4. Falls der Preistr?ger / die Preistr?gerin nach seiner / ihrer Promotion nicht weiter wissenschaftlich im Institut f¨¹r Physik t?tig ist, f?llt der Geldbetrag zu 2.b an den zugeh?rigen Lehrstuhl. Entsprechendes gilt f¨¹r den Fall, dass der Preistr?ger / die Preistr?gerin den Forschungspreis nicht aussch?pft.
  5. Die Auswahlentscheidung obliegt einer Auswahlkommission, der alle Lehrstuhlinhaber des Instituts f¨¹r Physik und der Dekan der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakult?t angeh?ren. Die Auswahlkommission w?hlt ihren Vorsitzenden aus dem Kreis ihrer Mitglieder f¨¹r zwei Jahre; eine direkte Wiederwahl ist nicht zul?ssig. Der Kommissionsvorsitzende bestimmt den Sitzungstermin, nach M?glichkeit im Oktober. Bei Stimmengleichheit bei allen Abstimmungen entscheidet die Stimme des Vorsitzenden, der mit dem Dekan zeichnungsberechtigt ist.
  6. Die Auswahl erfolgt auf der Basis von begr¨¹ndeten Vorschl?gen. Zu Vorschl?gen berechtigt sind alle Professoren und Privatdozenten des Instituts f¨¹r Physik. Den Vorschl?gen(*) sind beizuf¨¹gen: Lebenslauf, Publikationsliste, Diplom- bzw. ?quivalentes Abschlusszeugnis, ein Exemplar der Dissertation, alle Gutachten zur Dissertation, Angaben zur detaillierten Note der m¨¹ndlichen Promotionsleistung sowie zur geplanten weiteren T?tigkeit des Vorgeschlagenen. Die Mitglieder der Auswahlkommission erhalten vor der Auswahlsitzung ausreichend ¨C mindestens eine Woche ¨C Gelegenheit zur Einsichtnahme in alle Unterlagen.

Beschlossen in der Sitzung der Leitung des Instituts f¨¹r Physik am 27.04.2006.

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Prof. Dr. Ulrich Eckern
Gesch?ftsf¨¹hrender Direktor

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(*) Anmerkung zum Vorschlagstermin: Es besteht Einvernehmen, dass der Vorsitzende der Auswahlkommission den Termin, zu dem Vorschl?ge erbeten werden, festlegt und per E-Mail bekannt gibt. (Institutsleitungssitzung, 22.10.2015)

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Der Stifter: Professor Dr. Erich Krautz

privat

Professor Dr. Erich Krautz wurde am 26.10.1906 in Cottbus geboren. Bereits als Dreij?hriger zog er mit seinen Eltern nach Neum¨¹nster, es folgte G?ttingen und der Eintritt in die Volksschule, eine Privatschule in Azuga (Rum?nien) und dort auch die Internierung 1916/17. Weiterer Schulbesuch in Spremberg (unweit Cottbus) ab 1917, dann ebenfalls dort Besuch des Gymnasiums und Abitur 1928 ?mit Auszeichnung¡°. Von 1928 bis 1933 studierte Erich Krautz Physik, Mathematik und Chemie an der Friedrich-Wilhelms-Universit?t zu Berlin, zu seinen Lehrern in der Physik z?hlten Planck, von Laue, Nernst, Schr?dinger, Debye, Wehnelt, Hettner, Pringsheim, London und Grotrian. Ein Jahr sp?ter schloss er das Staatsexamen f¨¹r das h?here Lehramt erfolgreich ab, 1937 folgte die Promotion zum ?Dr. phil.¡°; die Dissertation tr?gt den Titel ??ber die dielektrischen Eigenschaften einer Reihe chemisch bestimmter fester Stoffe, insbesondere der wichtigsten ΰµÂ¹ú¼Ê_ΰµÂ¹ú¼Ê1946$ÓéÀÖappÓÎÏ·loxyde und ihrer Verbindungen, bei Hochfrequenz¡°. Bis zum Kriegsende war Erich Krautz als Physiker und Laboratoriumsleiter bei OSRAM in Berlin t?tig. Er erwarb 1945 den ?Dr. phil. habil.¡° an der Universit?t Posen, ein Jahr sp?ter die Habilitation an der TH Braunschweig sowie 1953 die Ernennung zum apl. Professor.

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Auch nach dem Krieg setzte Erich Krautz seine T?tigkeit f¨¹r OSRAM fort: Er war ma?geblich am Aufbau der Forschungslaboratorien f¨¹r Physik und Chemie in Augsburg beteiligt, deren Direktor er 1955 wurde. Weitere bemerkenswerte Stationen und Ereignisse: Silbermedaille f¨¹r einen Beitrag ¨¹ber Lumineszenz auf der Weltausstellung in Br¨¹ssel (1958), Vorsitzender der Physikalischen Gesellschaft in Bayern (1960-61), apl. Professor an der TH M¨¹nchen (1962), o. Prof. f¨¹r Angewandte Physik und Lichttechnik an der TH Graz (1965), Emeritierung (1977). Insbesondere war es seine Aufgabe an der TH Graz, unter schwierigen Bedingungen ein vollkommen neues Institut aufzubauen, wobei er sich auf dem Gebiet der Materialphysik mit Vorliebe den ΰµÂ¹ú¼Ê_ΰµÂ¹ú¼Ê1946$ÓéÀÖappÓÎÏ·loxiden, -nitriden und -karbiden widmete. Seine besondere Liebe geh?rte aber stets der Feldionen-Mikroskopie. F¨¹r seine hohen Verdienste wurde Professor Erich Krautz 1980 das ?sterreichische Ehrenkreuz f¨¹r Wissenschaft und Kunst 1. Klasse verliehen.

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Einige Jahre vor seinem Tode verlie? Erich Krautz schweren Herzens Graz und kehrte in die N?he seiner ehemaligen Wirkungsst?tte Augsburg zur¨¹ck. Professor Krautz war ein stiller Freund des Instituts f¨¹r Physik. Erst nach seinem Tod haben wir von seiner gro?z¨¹gigen Zuwendung f¨¹r das Institut f¨¹r Physik erfahren. Es war charakteristisch f¨¹r Erich Krautz, dass er ? im Alter von 95 Jahren! ? sogar das Verfahren der Preisvergabe detailliert festlegte.

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Prof. Dr. Ulrich Eckern
Vorsitzender der Auswahlkommission (2007-2008)

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