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Calendar of Physics Talks Vienna

Biophysical studies of cell functions - Impact of forces and biomimetic functionalized nanomaterials
Speaker:Joachim P. SPATZ (Max Planck Institute for Metals Research and University of Heidelberg)
Abstract:Engineering of cellular environments has become a valuable tool for guiding cellular activity such as differentiation, spreading, motility, proliferation or apoptosis which altogether regulates tissue development in a complex manner. The adhesion of cells to its environment is involved in nearly every cellular decision in vivo and in vitro. Its detailed understanding and defined control also opens new strategies for medical technologies with respect to, e.g., stem cell regulation, tissue scaffolds, cell selection due to their disease state, artificial blood vessels, or immunology. Our approach to engineer cellular environments is based on self-organizing spatial positioning of single signaling molecules attached to inorganic or polymeric supports, which offers the highest spatial resolution with respect to the position of single signaling molecules. This approach allows tuning cellular material with respect to its most relevant properties, i.e., viscoelasticity, peptide composition, nanotopography and spatial nanopatterning of signaling molecule. Such materials are defined as “nano-digital materials” since they enable the counting of individual signaling molecules, separated by a biologically inert background. Within these materials, the regulation of cellular responses is based on a biologically inert background which does not trigger any cell activation, which is then patterned with specific signaling molecules such as peptide ligands in well defined nanoscopic geometries. This approach is very powerful, since it enables the testing of cellular responses to individual, specific signaling molecules and their spatial ordering. Detailed consideration is also given to the fact that protein clusters such as those found at focal adhesion sites represent, to a large extent, hierarchically-organized cooperativity among various proteins. Moreover, “nano-digital supports” such as those described herein are clearly capable of involvement in such dynamic cellular processes as protein ordering at the cell’s periphery which in turn leads to programming cell responses.
Date: Mon, 05.05.2008
Time: 17:00
Location:TU Wien Freihaus, Hörsaal 5, Turm A, grüner Bereich, 2. Stock, Wiedner Hauptstr. 8-10, 1040 Wien
Contact:Prof. J. Schmiedmayer

Localization Properties for the Unitary Anderson Model
Speaker:Eman Hamza (Erwin Schrödinger Institut für Mathem. Physik) (Fakultät für Physik)
Abstract:im Rahmen des Seminars für Mathematische Physik
Date: Tue, 06.05.2008
Time: 14:15
Duration: 60 min
Location:Großer Seminarraum, Boltzmanngasse 5, 5. Stock
Contact:J. Yngvason

Spin-polarisierte Rastertunnelmikroskopie: von der Abbildung der Einzelspins zur magnetischen Anregung
Speaker:Wulf Wulfhekel (Physikalisches Institut, Universität Karlsruhe (TH), Karlsruhe/D)
Abstract:Es wird ein Überblick über die Möglichkeiten der spin-polarisierten Rastertunnelmikroskopie (Sp-STM) gegeben. So kann die Spinstruktur antiferromagnetischer Oberflächen atomar abgebildet werden und durch Messung orthogonaler Komponenten das Vektorfelds der Spinpolarisation in der Probenebene rekonstruiert werden. An Mn und Mn-Legierungen wird gezeigt, dass selbst einfache Antiferromagnete nicht kollineare Spinstrukturen an der Oberfläche aufweisen und dass die Spinpolarisation innerhalb eines einzelnen Atoms als Funktion der Energie in Richtung und Größe variiert. Sp-STM kann darüber hinaus genutzt werden, Magnonen in Ferro- und Antiferromagneten auf der Nanometerskala anzuregen und nachzuweisen. Dies ermöglicht Aussagen über die Größe und die Natur der Elektron-Magnon Kopplung, die entscheidend für die Spinstreulänge und den inelastischen Spin-Torque Effekt ist. Darüber hinaus lassen sich erstmalig Magnondispersionen bis zum Zonenrand in Nanostrukturen messen und so die dynamischen Eigenschaften der Nanostrukturen charakterisieren. Die Sensitivität dieser neuen Methode erlaubt es sogar, mittels STM die magnetische Anisotropie von einzelnen Fe und Co Atomen und Clustern auf Pt(111) genau zu bestimmen. Zum Abschluss wird in ein Ausblick gezeigt, wie mittels Sp-STM der Leitwert einzelner organischer Moleküle bestimmt werden kann und wie dies genutzt werden kann, das neue Feld der organischen Spinelektronik voranzutreiben.
Date: Tue, 06.05.2008
Time: 15:30
Location:TU Wien, Wiedner Hauptstr. 8-10, 1040 Wien, FH HS 5, Turm A, grüner Bereich, 2.OG
Contact:Mag. Ch. Toupal-Pinter

Nonlinear phenomena arising from internal energies
Speaker:Alexander Glück (Univ. Wien) (Fakultät für Physik)
Abstract:im Rahmen des Teilchenphysikseminars
Date: Tue, 06.05.2008
Time: 16:15
Duration: 60 min
Location:Großer Seminarraum, Boltzmanngasse 5, 5. Stock
Contact:H. Hüffel, H. Neufeld

Nichtgleichgewichtszustände in Festkörpern und an Oberflächen: (Ultra) kurze Störung – große Wirkung
Speaker:Uwe Bovensiepen (Freie Universität Berlin, Fachbereich Physik)
Abstract:Effizientere Datenverarbeitung erfordert wachsende Geschwindigkeiten der elektronischen Bauelemente. Physikalische Grenzen sind gegeben durch (a) realisierbare Schaltzeiten, und (b) die Dissipation der anfallenden Wärme. Für die Ultrakurzzeitphysik ergeben sich hieraus fundamentale Fragen: Auf welchen Zeitskalen und durch welche elementaren Prozesse lassen sich Materialeigenschaften schnell und leicht nachweisbar ändern? Ein umfassendes Verständnis dieser optisch ausgelösten Änderungen lässt sich, wie ich zeigen werde, mit Femtosekunden-zeit- und winkelaufgelöster Photoelektronenspektroskopie von Systemen mit Metall-Isolator-Übergangen erarbeiten. Schließlich prädestinert die resultierende Antwort der elektrischen Leitfähigkeit diese Systeme als Schaltelemente. Im Vortrag werden der auf Bewegung der Ionenrümpfe basierende Peierls-Übergang und der elektronisch vermittelte Mott-Übergang diskutiert. Am Beispiel des Dichalkogenids TaS2 und des Tritellurids TbTe3 werden neueste Ergebnisse zur Femtosekundendynamik photoinduzierter Isolator-Metall-Übergänge vorgestellt. Eine umstrittene Frage bei diesen Systemen ist die Beschreibung des Übergangs als strukturell oder elektronisch vermittelt, sowie der Einfluss der Oberfläche. Durch zeitaufgelöste Photoelektronenspektroskopie ist es uns gelungen, diese Frage für die hier relevanten optisch erzeugten Nichtgleichgewichtszustände eindeutig zu beantworten: In TaS2 wird die Bandlücke des isolierenden Zustands direkt durch die optische Anregung geschlossen. Die ebenfalls ausgelöste Schwingung der Ionenrümpfe modifizert zwar das Photoelektronenspektrum, treibt jedoch nicht den Übergang. Im TbTe3 wird der winkelaufgelöste Nachweis der Photoelektronen entscheidend. Wir beobachten das Füllen der Bandlücke ausschließlich an der Fermioberfläche, jedoch deutlich verzögert im Vergleich zur elektronischen Anregung. Da das mit dem elektronischen Band korrelierte Phonon die Spektralfunktion direkt am Ferminiveau stark modifiziert, schließen wir auf einen Peierls-artigen Übergang, getrieben durch einen amplitude mode der Ladungsdichtewelle.
Date: Wed, 07.05.2008
Time: 14:00
Location:TU Wien, Karlsplatz 13, 1040 Wien, Hauptgebäude, HS 14A, Günther Feuerstein
Contact:Mag. Ch. Toupal-Pinter

Surface-supported molecular nanostructures
Speaker:Roman Fasel (Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Testing and Research, nanotech@surfaces Laboratory, Dübendorf / Thun, Switzerland)
Abstract:The future use of single molecules and nanoscale molecular assemblies as electronic or optoelectronic device components will require strategies for controlling the self-assembly of molecular species on surfaces. For self-assembly in solution, a high degree of control can be achieved by tailoring the mutual (non-covalent) molecule-molecule interactions. The validity of this approach to achieve specific surface-supported molecular assemblies has recently been proven by different groups. It is, however, widely recognized that we are far from a predictive two-dimensional supramolecular network engineering. Consequently, the rational fabrication of surface-supported supramolecular networks by design calls for a thorough understanding of the concerted interplay of various kinds of physical and chemical interactions. In this presentation, I will give an overview on recent advances in this strongly interdisciplinary field of research, where we closely collaborate with synthetic chemists and specialists in theory and modeling, with the goal of ultimately establishing generally applicable principles for the fabrication and use of surface-supported supramolecular device components. After a brief introduction to the principles of supramolecular ‘engineering’ at surfaces, I will (i) present examples that evidence a subtle balance of interactions taking place in supramolecular network formation on surfaces; (ii) discuss the use of nanostructured template surfaces to guide molecular self-assembly over extended length scales and to tune nanoscale order and functionality by the appropriate combination of chemical design and surface templating; and (iii) present a novel approach which aims at the formation of covalently bonded supramolecular networks by surface-assisted condensation reactions.
Date: Thu, 08.05.2008
Time: 14:00
Location:Technische Universität Wien, Wiedner Hauptstraße 8-10, 1040 Wien, FH HS 5, Turm A, grüner Bereich, 2.OG
Contact:Mag. Ch. Toupal-Pinter