Die Arbeit untersucht Facetten professioneller Handlungskompetenz angehender Techniklehrkräfte in den Bereichen Elektrotechnik und Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE). Neben der Erfassung von Facetten wie dem Fachwissen und fachdidaktischen Wissen in der Elektrotechnik, werden qualitative Interviews zur Rekonstruktion elektrotechnik- und BNE-bezogener Deutungen sowie Professionalisierungserfahrungen ausgewertet und die Bedeutung von Lehr-Lern-Laboren (LLL) analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass LLL-Erfahrungen dazu beitragen können, Distanz zu reduzieren und Elektrotechnik als unterrichtlich bearbeitbaren Gegenstand zu reflektieren. Auch in den Wissenstests schneidet die LLL-Gruppe in der Elektrotechnik besser ab. Für die BNE zeigt sich ein anders gelagertes Professionalisierungsproblem. Die Studierenden erkennen die hohe Relevanz von Nachhaltigkeit an, verfügen jedoch nicht durchgängig über ein gesichertes Konzeptverständnis, wodurch Hinweise für Interventionen ableitbar werden.

This study examines professional competence of pre-service technology teachers in the fields electrical engineering and Education for Sustainable Development (ESD). In addition to assessing facets such as content knowledge in electrical engineering, qualitative interviews are analysed to reconstruct interpretations related to electrical engineering and ESD, as well as experiences of professional development. Particular attention is given to the role and significance of teaching-learning laboratories (TLLs). The findings indicate that TLLs can help reduce perceived distance from electrical engineering and encourage students to reflect on the subject as a manageable area. The TLL group also performs better in the electrical engineering knowledge tests. In the case of ESD, although students acknowledge the relevance of sustainability, they do not consistently demonstrate a well-founded conceptual understanding. These findings provide indications for the design of interventions for ESD.

This thesis establishes exciton-polaritons in transition metal dichalcogenide (TMD) structures as a versatile platform for the emulation of quantum many-body systems via integration of TMD monolayers into tunable open microcavities and engineering of complex photonic landscapes through FIB-milling. Key milestones include the realization of 1D SSH lattices, enabling the identification of topological defect states and the direct quantification of the Zak-phase. Furthermore, the work explores moiré heterostructures, revealing Mott insulator states and correlated magnetism on triangular spin lattices, characterized by giant g-factors. Ultimately, this work demonstrates that artificial polariton lattices provide a highly controllable solid-state environment to investigate topology, many-body physics, and the interplay between lattice-ordered charges and spins under strong light-matter coupling.

Diese Dissertation etabliert Exzitonen-Polaritonen in Übergangsmetall-Dichalkogenid-Strukturen (TMD) als vielseitige Plattform für die Emulation von Quanten-Vielteilchensystemen. Realisiert durch die Integration von TMD-Monolagen in abstimmbare offene Mikrokavitäten sowie das Design komplexer photonischer Einschlusspotentiale mittels FIB-Strukturierung. Wichtige Meilensteine umfassen die Realisierung von 1D SSH Gittern, welche die Identifizierung topologischer Defektzustände und die direkte Quantifizierung der Zak-Phase ermöglichten. Darüber hinaus untersucht die Arbeit Moiré-Heterostrukturen und weist Mott-Isolator-Zustände sowie korrelierten Magnetismus auf dreieckigen Spin-Gittern nach. Letztlich zeigt diese Arbeit, dass künstliche Polaritonengitter eine hochgradig kontrollierbare experimentelle Plattform bieten, um Topologie, Vielteilchenphysik und das Zusammenspiel zwischen gittergeordneten Ladungen und Spins unter starker Licht-Materie-Kopplung zu untersuchen.