Mit vielerlei Methoden lassen sich heute Strukturen herstellen und untersuchen, die nur einige zehn bis hundert Nanometer groß sind. Selbst bei Zimmertemperatur werden dann Quanteneffekte wichtig und müssen bei der theoretischen Beschreibung berücksichtigt werden. Für Strukturen kleiner als die Lichtwellenlänge können außerdem geometrische Optik und Wellen-Optik nicht ohne weiteres angewendet werden. Vielmehr müssen evaneszente Nahfelder explizit berücksichtigt werden. Selbst die uns aus dem Alltagsleben vertraute Mechanik führt zu überraschenden Ergebnissen, wenn etwa Nano-Stimmgabeln im GHz-Bereich schwingen.

Im Fachgebiet Theoretische Physik I werden vor allem optische Eigenschaften halbleiterbasierter Nanostrukturen studiert, wie sie mittels Nahfeldmikroskopie (SNOM) untersucht werden können. Dabei geht es im wesentliche um in Quantengräben eingeschlossene Exzitonen, Biexcitonen und Plasmonen. Neben dem Einschluss durch den Wechsel des Materials in senkrechter Richtung (z.B. AlGaAs/GaAs/ALGaAs) erfolgt auf Grund der schwankenden Breite des Quantengrabens auch eine laterale Lokalisierung der Anregungen (Andersonlokalisierung).

Ein weiteres Gebiet ist der Transport in Nanostrukturen, welchen wir mittels Nichtgleichgewichts-Greensfunktionen und erweiterter Dichtefunktionaltheorie beschreiben.

Wenn Sie Fragen oder Interesse an einer Beleg-, Diplom-, Bachelor-, Master-, bzw. Promotionsarbeit aus diesem Gebiet haben, wenden Sie sich bitte an Dipl. Phys. Stephan Schwieger oder Prof. Dr. Erich Runge.