FWF-START-Preise-2019

Silizium ist das alles beherrschende Material der digitalen Welt, da alle integrierten Bauelementtechnologien (»Chips«) darauf basieren. Allerdings stößt die derzeit auf Siliziumelektronik basierte Digitalisierung auf klar absehbare Grenzen. In diesem Projekt wird ein grundsätzlich neuer Ansatz erforscht, Licht aus mit Silizium kompatiblen Gruppe-IVMaterialien zu gewinnen. Der Erfolg dieses Projektes könnte ein entscheidender Schritt zur Einbindung von Silizium-basierten Lichtquellen in moderne Halbleiterbauelemente sein.

Das Projekt bezieht sich auf Mathematik und Finanzwissenschaft. Finanzwissenschaftlich geht es um robuste empirische Merkmale, die universell über verschiedene Finanzmärkte, Aktienklassen und insbesondere über die Zeit zu beobachten sind. Mathematisch handelt es sich um universell auftretende Modellklassen und probabilistische Eigenschaften, die vielen auf den ersten Blick nicht verwandten Phänomenen eigen sind. Ziel ist ein wahrscheinlichkeitstheoretischer Rahmen, der es ermöglicht, universelle Phänomene mit universellen mathematischen Methoden zu behandeln.

Der Aufstieg Dschingis Khans und die Expansion des Mongolischen Reichs in das westliche Eurasien im 13. Jahrhundert war ein dramatischer Einschnitt für die islamische Welt. Die Mongolen werden im Allgemeinen als unaufhaltsame Nomadenkrieger gesehen. Die Ausgangshypothese dieses Projekts lautet hingegen: Die Interaktion nomadischer Herrscher mit den sesshaften Eliten ging so weit, dass ein Prozess intensiver wechselseitiger kultureller Entlehnungen einsetzte. Das Projekt wird dazu zwei frei zugängliche digitale Datenbanken entwickeln.

Glas wird meistens mit Fensterglas in Verbindung gebracht. Aber auch Metalle können ein Glas bilden. Sie haben sehr attraktive Eigenschaften, können jedoch ähnlich wie Fensterglas katastrophal brechen. Im vorliegenden Projekt werden metallische Gläser mit genau definierten geordneten Nanokristallen hergestellt. Das erlaubt es, neuartige Werkstoffe zu entwerfen, die extrem hart sind, aber dennoch nicht katastrophal brechen. Diese bisher unerreichte Eigenschaftskombination ist von zentraler Bedeutung für Hochleistungswerkstoffe der Zukunft.

In der Zeit-Frequenz-Analyse werden verschiedene Phänomene des Zeit- und Frequenzbereichs gleichzeitig untersucht. Es handelt sich um ein weitgestreutes Feld, das einerseits viele Bereiche der Mathematik, andererseits Akustik, drahtlose Kommunikation, statistische Datenanalyse sowie mathematische Physik betrifft. Der Grenzbereich, in dem gleichzeitige Zeit-Frequenz-Analyse möglich ist, wird durch die sogenannte Unschärferelation bestimmt. Das Projekt beschäftigt sich mit Problemen, bei denen der Unschärfegrenzwert erreicht wird.

Richard Wilhelm untersucht in seinem Projekt Oberflächen auf atomarer Skala. Sie werden mit hellen Laserblitzen bestrahlt und fast gleichzeitig mit Pulsen aus geladenen Teilchen bombardiert. Möglich wird das mit einer ultraschnellen Ionenquelle, die geladene Atome mit hoher Energie auf eine Materialprobe schießen kann. Es handelt sich dabei um das erste Ionenstreuexperiment der Welt, bei dem die zeitlichen Abläufe so präzise beobachtet werden können. Damit eröffnet sich auch die Möglichkeit, Materialeigenschaften durch maßgeschneiderte Pulse gezielt zu verändern.