Lichtenberg-Förderung für Olena Fedchenko
VolkswagenStiftung gibt zwei Millionen Euro für Erforschung von Quantenmaterialien an der Goethe-Universität.
Die Physikerin Olena Fedchenko erforscht an der Goethe-Universität neuartige Quantenmaterialien, die der Schlüssel für künftige technologische Durchbrüche sein werden. Seit 2025 bekleidet sie die Gisela-und-Wilfried-Eckhardt-Stiftungsprofessur für Experimentalphysik, die durch Erträge des Gisela-und-Wilfried-Eckhardt-Stiftungsfonds der Goethe-Universität finanziert wird. Diesen Stiftungsfonds unterstützt jetzt die VolkswagenStiftung mit zwei Millionen Euro im Rahmen ihres Lichtenberg-Programms. Olena Fedchenko forscht unter anderem im Sonderforschungsbereich/Transregio ElastoQMat, der Teil der gemeinsamen Aktivitäten der Rhein-Main-Universitäten (RMU) ist.
Im Zentrum des Forschungsinteresses von Olena Fedchenko stehen Quantenmaterialien. Ihre Entwicklung gehört zu den zentralen Herausforderungen im Bereich der Informationstechnologie. In Zukunft könnten sie beispielsweise für neuartige Computerhardware, Quantensensoren und Steuerungssysteme sowie für hocheffiziente Solarzellen eingesetzt werden.
Quantenmaterialien zeigen faszinierende Phänomene als Reaktion auf äußere Einflüsse, etwa Supraleitung, spontane magnetische Ordnung und Ladungsordnung. Diese Phänomene haben die Forschungsgemeinschaft dazu inspiriert, noch exotischere Effekte mit Blick auf mögliche Anwendungen zu untersuchen.
Ein tiefes Verständnis der magnetischen, thermischen, optischen und elektrischen Eigenschaften dieser Materialien kann nur durch einen umfassenden Einblick in das Verhalten der Elektronen in diesen Stoffen erreicht werden und dadurch, wie sie die beobachtbaren mikroskopischen Effekte beeinflussen. Die Verteilung der Elektronen innerhalb eines Materials ist einzigartig wie ein Fingerabdruck. Durch das gezielte Einstellen dieser elektronischen Verteilung in Quantenmaterialien ist es möglich, die physikalischen Eigenschaften dieser Materialien drastisch zu verändern oder sogar völlig neue exotische Eigenschaften zu erzeugen, die für die Anforderungen moderner Elektronik genutzt werden können.
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Fedchenko untersucht Besonderheiten in der elektronischen Struktur von Quantenmaterialien mithilfe verschiedener Photonenquellen, etwa Laser, Röntgenstrahlen und Entladungslampen, sowohl in Laboren als auch in großen Forschungsanlagen wie Synchrotrons. Photonen mit bestimmten kinetischen Energien führen dazu, dass einzelne Elektronen aus Materialien herausgelöst werden, ein Prozess, der als photoelektrischer Effekt bekannt ist. Die Eigenschaften der herausgelösten Elektronen – zum Beispiel ihre Energie und Winkelverteilung – geben Forschenden Aufschluss darüber, wie sich Elektronen innerhalb des Quantenmaterials verhalten und wie seine Struktur aufgebaut ist.
Zur Messung der Photoelektronen verwendet Fedchenko eine moderne, leistungsfähige Technik: winkelaufgelöste Photoemissionsspektroskopie mit einem effizienten Time-of-Flight-Detektionsschema. Ihr Ziel ist es, ein tiefes Verständnis für die Zusammenhänge zwischen der elektronischen Struktur, den exotischen makroskopischen Eigenschaften und dem Verhalten von Quantenmaterialien zu entwickeln. Die Beantwortung dieser Frage wird die Grundlage dafür schaffen, solche modernen Materialien gezielt herzustellen und zu kontrollieren.
Fedchenko, Jahrgang 1987, studierte Elektronik an der Sumy State University in der Ukraine. 2014 promovierte sie dort in Physik und Mathematik und arbeitete anschließend als Professor assistant im Department für Angewandte Physik. Von 2015 bis 2024 forschte sie im Bereich der experimentellen Festkörperphysik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, wo sie unter anderem zur Entwicklung der Photoemissionstechnik beim Beschleunigerzentrum DESY in Hamburg beitrug. 2025 wurde sie auf die Gisela-und-Wilfried-Eckhardt-Stiftungsprofessur für Experimentalphysik im Bereich Festkörper-Spektroskopie elektronisch korrelierter Materialien der Goethe-Universität berufen. Zusammen mit französischen Kolleginnen und Kollegen hält sie ein Patent für ein System, das zur Untersuchung der Oberflächen moderner Materialien entwickelt wurde. [GU / dre]
Olena Fedchenko, ag-fedchenko.de, Physikalisches Institut der Goethe Universität Frankfurt
