Modulation bezeichnet in der Werkstoff- und Festkörperphysik die gezielte zeitliche oder räumliche Veränderung einer physikalischen Größe, um Materialeigenschaften zu steuern oder zu untersuchen. Typische modulierbare Größen sind elektrische Felder, Ferminiveau, Ladungsträgerdichte, optische Intensität, Phasenlage elektromagnetischer Wellen sowie mechanische oder chemische Potentiale.

Räumliche Modulationen betreffen etwa periodische Variationen der chemischen Zusammensetzung, der elektronischen Struktur oder der Spannungslage im Kristall, wie sie in Supergittern, Quasi‑2D‑Systemen oder nanostrukturierten Mehrschichtsystemen auftreten. Solche Nano‑Modulationen ermöglichen maßgeschneiderte Bandstrukturen, kontrollierte Verstärkungs‑ und Verlustprofile oder anisotrope Transportphänomene.

Zeitliche Modulationen werden häufig über externe Felder oder Strahlungsquellen realisiert. Beispiele sind Photomodulation (lichtinduzierte Änderung der Leitfähigkeit oder Brechzahl), Ferminiveau‑ und Ladungsträger‑Modulation in Feldeffekt‑Strukturen oder optische Strahlmodulation und CW‑Lasermodulation zur definierten Anregung von Nichtgleichgewichtszuständen. Phasen‑ und Amplitudenmodulation optischer Felder dienen der präzisen Kontrolle von Kohärenz, Interferenz und Energieeintrag in Materialien.

Experimentell werden Modulationsverfahren z.B. in der Modulationsspektroskopie eingesetzt, um schwache, derivative材料spezifische Signale selektiv zu detektieren und Störuntergrund zu unterdrücken. Insgesamt ist Modulation ein grundlegendes Konzept, um funktionale Eigenschaften von Materialien dynamisch zu schalten, nichtlineare Effekte zu isolieren und sensitive Charakterisierungsmethoden zu realisieren.