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Neue Emmy Noether-Forschungsgruppe am IFW

Dr. Aliaksei Charnukha richtet am Leibniz-Institut für Festkörperforschung und Materialforschung (IFW) eine von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanzierte unabhängige Emmy Noether Forschergruppe ein. Für insgesamt fünf Jahre stehen ihm rund 2 Millionen Euro zur Verfügung, um seine Forschung auf dem Gebiet der stark korrelierten Elektronensysteme voranzutreiben.

Die neue Emmy Noether Forschergruppe wird Ordnungs- und Emergenzphänomene sowie dynamische elektronische Eigenschaften von Quantenmaterialien untersuchen und hierfür ein neuartiges Labor für Terrahertz-Nahfeldmikroskopie und Spektroskopie bei tiefen Temperaturen aufbauen. Charakteristisch für Quantenmaterialien ist eine enge Wechselwirkung zwischen Gitter-, Orbital-, Spin-und Ladungsfreiheitsgraden. Diese Kopplung führt nicht nur zu einer enormen Komplexität der physikalischen Eigenschaften, sondern ermöglicht auch die Manipulation von kollektiven Ordnungszuständen durch externe Parameter wie Gitterverzerrung, elektromagnetische Felder oder Temperatur. Technologisch besonders interessant sind dabei hysteretische elektronische Eigenschaften, die von gleichzeitig bestehenden langlebigen Elektronenzuständen stammen und beliebig eingestellt und geschaltet werden können: das entscheidende Merkmal des Transistors der Zukunft. Grundlage zur technologischen Nutzung dieser elektronischen Ordnung in Quantenmaterialien ist ein tiefgreifendes Verständnis der Entstehung, der Dynamik, und des Zusammenspiels verschiedener kollektiv geordneter Phasen. Daher bedarf es einer spektroskopischen, niederenergetischen und ultraschnellen optischen Sonde, die im Nanometerbereich arbeitet. Eines der Hauptziele von Dr. Aliaksei Charnukha mit seiner neuen Emmy Noether Gruppe ist die Realisierung einer solchen Sonde. Konkret soll die optische Nahfeldspektroskopie mit zeitaufgelöster Terrahertz-Spektroskopie kombiniert werden und in der neuen Apparatur sollen Experimente in äußeren Magnetfeldern bei tiefen Temperaturen bis 1.6 Kelvin möglich sein. Mit dieser Apparatur sollen niedrigdimensionale Quantenmaterialien hinsichtlich nanoskaliger elektronischer Ordnung, ungewöhnlicher kollektiver Ladungsdynamik oder topologisch geschützter Zustände erforscht werden.
Das Emmy Noether-Programm eröffnet besonders qualifizierten Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftlern die Möglichkeit, sich durch die eigenverantwortliche Leitung einer Nachwuchsgruppe für eine Hochschulprofessur zu qualifizieren. Am IFW Dresden haben sich in den letzten Jahren bereits drei Nachwuchswissenschaftler mit eigenen Emmy Noether Gruppen qualifiziert: Sabine Wurmehl hatte 2013 einen Ruf an die Universität Köln erhalten, Maria Daghofer hat 2014 einen Ruf an die Universität Graz angenommen, und Jochen Geck wurde 2014 an die Universität Salzburg berufen.

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