Quantifizierter Mott-Übergang
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
