Willkommen bei ctd.qmat

Physiker der Universität Würzburg und des Würzburg-Dresdner Exzellenzclusters ctd.qmat haben den weltweit ersten kontinuierlich arbeitenden Mikrowellenlaser auf Basis des Halbleiters Siliziumkarbid realisiert. Die neue Technologie könnte künftig kompakte Mikrowellenquellen, rauscharme Verstärker und Magnetfeldsensoren für hochpräzise Messtechnik ermöglichen und langfristig auch für Anwendungen in der Raumfahrt interessant sein.

Ein Würzburger Forschungsteam des Exzellenzclusters ctd.qmat hat eine neue Art winziger elektronischer Bauteile entwickelt, die sich an der Arbeitsweise des menschlichen Gehirns orientieren. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass sich mit einer einzigen Materialplattform mehrere Funktionen vereinen lassen, vom Schalten über das Speichern bis zu lernähnlichem Verhalten. Damit eröffnen sich neue Perspektiven für energieeffiziente Hardware, etwa für Anwendungen in der künstlichen Intelligenz. Die Arbeit wurde in Nature Communications veröffentlicht.

Laëtitia Farinacci setzt atomare Bausteine so zusammen, dass daraus bislang unbekannte Eigenschaften entstehen. Die international ausgewiesene Expertin für Magnetismus auf atomarer Ebene hat zum 1. Januar 2026 die Edna-Carter-Professur für Festkörperphysik in Würzburg übernommen und absolvierte am 22. Juni ihre Antrittsvorlesung. Farinacci wird in Würzburg als Teil des Würzburg-Dresdner Exzellenzclusters ctd.qmat – Complexity, Topology and Dynamics in Quantum Matter an grundlegenden Fragen zu Magnetismus, Supraleitung und Quantentechnologien forschen.

Sebastian Klembt erforscht, wie sich Licht so lenken lässt, dass es sich ähnlich robust verhält wie Elektronen in Quantenmaterialien mit besonderen Eigenschaften. Seine Arbeiten an topologischen Lasern sowie neuartigen Licht-Materie-Zuständen sind wegweisend und Klembt gehört international zu den prägenden Köpfen der topologischen Photonik. Er forscht in Würzburg als Teil des Würzburg-Dresdner Exzellenzclusters ctd.qmat – Complexity, Topology and Dynamics in Quantum Matter an der Schnittstelle zwischen Quantenmaterialien, Photonik und Topologie.

Vogelschwärme, Bakterien, Zellen: In vielen kollektiven Systemen richten sich die einzelnen Elemente nur an einem Teil ihrer Umgebung aus und verletzen so das 3. Newtonsche Gesetz (actio = reactio). Ein Dresdner Physikteam hat eine Theorie entwickelt, mit der sich diese Interaktionen erstmals effizient beschreiben und künftig viel präziser simulieren lassen. Die Ergebnisse sind im Fachjournal Nature Physics erschienen.

Am 21. Mai 2026 startet das neue ‚Grete Hermann Career Forge‘-Programm des Würzburg-Dresdner Exzellenzclusters ctd.qmat – Komplexität, Topologie und Dynamik in Quantenmaterialien mit einem Kickoff-Meeting. Das Qualifizierungsangebot wurde für Nachwuchswissenschaftlerinnen maßgeschneidert, die eine akademische Karriere anstreben. Für den ersten Durchlauf wurden aus zahlreichen Bewerbungen fünf Kandidatinnen ausgewählt.

Ein Dresdner Forschungsteam des Exzellenzclusters ctd.qmat hat ein neues Transportphänomen entdeckt: Leuchtende Quasiteilchen können von magnetischen Anregungen – sogenannten Spin-Wellen – mitgenommen und sogar ultraschnell beschleunigt werden. Damit ist die Hoffnung auf neuartige magneto-optische Anwendungen verbunden. Die Forschungsergebnisse wurden im Fachjournal Nature Nanotechnology veröffentlicht.

Kristalle, Bakterienkolonien, Flammenfronten: Das Wachstum von Oberflächen wurde in den 1980er Jahren durch die Kardar-Parisi-Zhang-Gleichung beschrieben. Jetzt – vierzig Jahre später – gelang einem Würzburger Forschungsteam des Exzellenzclusters ctd.qmat der erste experimentelle Nachweis für 2D-Oberflächen in Raum und Zeit. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.

Würzburger Forschenden des Exzellenzclusters ctd.qmat ist es gelungen, den topologischen Quanten-Hall- & Spin-Hall-Effekt durch gezieltes Materialdesign auf ein hybrides Licht-Materie-System zu übertragen.