Neue Klasse optischer Dioden

  • 29. August 2017

Dresdner Nachwuchsgruppe erhält Förderung zur Entwicklung richtungsabhängiger optischer Elemente.

Tobias A.F. König vom Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) erhält ein Freigeist-Stipendium der Volkswagen­Stiftung. Mit dem Stipendium in Höhe von einer Million Euro fördert die Volkswagen­Stiftung über eine Laufzeit von fünf Jahren den Aufbau der Nachwuchs­forscher­gruppe, inklusive der Finanzierung der Stelle des Nachwuchs­gruppen­leiters. Die Gruppe wird sich mit der Entwicklung von Grundlagen für neuartige optische Dioden für künftige Generationen von Computer­systemen befassen.

Abb.: Schematische Darstellung der angestrebten „optischen Diode“ und erste Resultate aus der Forschungsgruppe König (Bild: T. König)

Abb.: Schematische Darstellung der angestrebten „optischen Diode“ und erste Resultate aus der Forschungsgruppe König (Bild: T. König)

Als Freigeist-Fellows fördert die VolkswagenStiftung fach­unabhängig junge Forscher­persönlichkeiten, die eigene Ideen verfolgen und dabei neue Wege gehen, Freiräume nutzen und Widerstände überwinden. Insbesondere richtet sich das Förderprogramm an Nachwuchs­wissenschaftler, die sich zwischen etablierten Fach­gebieten bewegen. Aktuell fördert die Volkswagen­Stiftung insgesamt vierzig Freigeist-Fellows, darunter zehn soeben neu bewilligte Vorhaben.

Das Forschungsvorhaben von Tobias A.F. König mit dem Titel „Unidirektionale Licht­propagation in makroskopisch selbst­assemblierten Verstärkungs- und Dämpfungs­nano­struktur­materialien“ wird Chemie, Physik und Werkstoff­wissenschaften kombinieren, um einen neuen und kosten­effizienten Lösungs­ansatz für die Informations­verarbeitung der Zukunft zu entwickeln. Für optische Computer­systeme wird großflächige und maßgeschneiderte Kontrolle von nano­skaligen Bau­elementen benötigt.

Die Herstellung dieser Komponenten setzt ein fundamentales Verständnis der Verstärkungs- und Dämpfungs­strukturen voraus. In Analogie zu einer elektrischen Diode, die den elektrischen Strom ausschließlich in eine Richtung leitet, soll eine „Einbahn­straße“ für Photonen entwickelt werden. Gegen­wärtige Realisierungen sind selten und vor allem in der Parallelisierung sehr limitiert. Um diese „Einbahn­straße“ für Photonen auf einem großen Maßstab von Quadrat­zentimetern zu realisieren, ist Synergie zwischen den Gebieten der optischen Metamaterialien und der kolloidalen Selbst­assemblierung notwendig.

Dies bedeutet auf der einen Seite, Konzepte aus dem Gebiet der optischen Meta­materialien anzuwenden, die ihre optische Eigenschaft aus der künstlichen Form bekommen und nicht aus dem Grundmaterial, aus dem die sie bestehen. Auf der anderen Seite sollen Verstärkungs- und Dämpfungs­bau­elemente großflächig selbst angeordnet werden, was durch die Minimierung ihrer freien Energie auf molekularer Ebene erfolgen soll. Zur Realisierung seiner ambitionierten Strategie kann Tobias A. F. König auf Erfahrungen aus seinen erfolgreichen Arbeiten zum rationalen Design, der großflächigen Selbst­anordnung und der optischen Charakterisierung sowie auf die hervorragende Forschungs­umgebung in Dresden zurückgreifen.

Tobias A.F. König absolvierte zunächst eine Ausbildung zum Elektro­techniker. Anschließend studierte er Physik (Diplom 2008, Universität Hamburg; Promotion 2011 Universität Freiburg). Nach Studien­aufenthalten in Atlanta und Bayreuth ist er seit 2015 als wissenschaftlicher Mitarbeiter und Gruppen­leiter am IPF tätig. An der Technischen Universität Dresden ist er im Rahmen seines Habilitations­verfahrens in die Lehre eingebunden und seit 2016 ist er Principal Investigator im Exzellenz­cluster Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed).

IPF / DE

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