Panorama

Quantifizierter Mott-Übergang

27.06.2022 - Regensburger Physiker erhält Maiman Prize von der Gesellschaft für Optik und Photonik Optica.

Martin Zizl­sperger stellte im Rahmen der „Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO)” in San Jose die jüngsten Forschungs­ergebnisse der Arbeits­gruppe von Rupert Huber vom Institut für Experimentelle und Angewandte Physik der Universität Regensburg vor. Das Forscherteam untersuchte neuartige Schichtkristalle, welche sich auf eine Dicke von nur wenigen Atomdurch­messern ausdünnen lassen. Die raffinierte Idee besteht nun darin, dass durch Stapeln und Verdrehen verschiedener atomar dünner Lagen, neuartige Materialeigenschaften etwa für effiziente Photovoltaik oder kompakte Computer der Zukunft maßge­schneidert werden können. Um die mikro­skopische Funktions­weise solcher Strukturen zu verstehen, muss man die Bewegung von Elektronen direkt auf der Zeitskala von nur wenigen Femto­sekunden und auf der Längenskala von wenigen Nanometern verfolgen.

Die Arbeitsgruppe hat hierfür ein weltweit einzig­artiges ultra­schnelles Supermikroskop entwickelt und damit den Zustandswechsel eines Materials von einem Isolator zu einem Metall untersucht, welcher durch die Wechselwirkung zwischen einer Vielzahl von Ladungs­trägern auf der Quantenebene verursacht wird. Dieser Mott-Übergang wird seit Jahrzehnten kontrovers diskutiert und konnte von dem Forscher­team erstmals eindeutig auf der Nanoskala quantifiziert werden. „Ein exaktes Verständnis der Ladungs­trägerdynamik in diesen Materialien ist essentiell für die Nano­technologie der nächsten Generation, um beispielsweise die Optimierung und Miniaturi­sierung von Solarzellen oder Transistoren bis hin zum atomaren Limit greifbar zu machen“, sagt Zizlsperger.

Für seinen Vortrag und die bahn­brechenden Ergebnisse erhielt Zizlsperger den „Maiman Prize“, der jährlich von der weltweit führenden Gesellschaft für Optik und Photonik „Optica“ verliehen wird und mit 3000 US-Dollar dotiert ist. Mit dem Programm werden Innovation, hervorragende Forschungs­leistungen und Präsentations­fähigkeiten von Studierenden in den Bereichen Lasertechnik und Elektro­optik ausgezeichnet. Er entspricht einer der höchsten inter­nationalen Auszeichnungen für Promotions­studenten in diesem Forschungs­bereich.

Benannt ist er nach dem US-amerikanischen Physiker Theodore Maiman, welcher 1960 den ersten funktions­tüchtigen Laser erfand. In ihrer Urteils­begründung würdigte die Gesellschaft für Optik und Photonik Zizlspergers „effektive Präsentation und seine heraus­ragenden Forschungs­leistungen im Bereich der ultra­schnellen Nanoskopie.“ Zizlsperger selbst sagt über die Preis­verleihung: „Besonders als junger Wissenschaftler ist es inspirierend und ermutigend diesen Preis, benannt zu Ehren des Erfinders des Lasers, zu erhalten.“

U. Regensburg / JOL

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