„loquet-Effekte“ in Graphen hat ein Forschungsteam k\u00fcrzlich nachgewiesen. Das ebnet den Weg f\u00fcr eine zielgenaue Anwendung.
\nGraphen ist ein au\u00dfergew\u00f6hnliches Material: Es ist nur eine Atomlage dick, aber extrem leitf\u00e4hig und stabil.Deshalb kommt es in vielen Bereichen zum Einsatz wie etwa in flexiblen Displays, hochempfindlichen Sensoren, leistungsstarken Batterien und effizienten Solarzellen.
\nEine neue Studie hebt das Potenzial nun noch auf ein neues Level: Zum ersten Mal hat ein Forschungsteam der Universit\u00e4t G\u00f6ttingen, dem auch der – jetzt nach Marburg berufene – Physikprofessor Dr. Marcel Reutzel angeh\u00f6rte, gezeigt, wie in Graphen sogenannte „Floquet-Effekte“ entstehen. Das belegt, was bislang umstritten war: Floquet-Engineering – eine Methode, bei der die Eigenschaften eines Materials durch Lichtpulse gezielt ver\u00e4ndert werden.
\nDas funktioniert auch in metallischen und halbmetallischen Quantenmaterialien wie Graphen. Unterst\u00fctzt wurde die Studie von Forschenden aus Bremen, Braunschweig und der Schweiz. Sie ist in der Fachzeitschrift „Nature Physics“ erschienen.
\nUm Floquet-Zust\u00e4nde in Graphen experimentell zu untersuchen, nutzten die Forschenden Femtosekunden-Impulsmikroskopie. Dabei werden die Proben zun\u00e4chst mit schnellen Lichtblitzen angeregt und dann mit einem verz\u00f6gerten Lichtpuls untersucht, um dynamische Prozesse im Material zu verfolgen. „Unsere Messungen beweisen eindeutig, dass sogenannte Floquet-Seitenb\u00e4nder im Photoemissionsspektrum von Graphen auftreten“, erkl\u00e4rte Prof. Dr. Marco Merboldt dazu. Der Physiker an der Universit\u00e4t G\u00f6ttingen ist Erstautor der Studie.
\nDamit sei klar: „Floquet-Engineering funktioniert tats\u00e4chlich in diesen Systemen; und das Potenzial ist riesig.“ Die Studie zeigt, dass Floquet-Engineering in vielen Materialien funktioniert. Das bringt die Forschung dem Ziel n\u00e4her, Quantenmaterialien mit definierten Eigenschaften gezielt zu beeinflussen – und das mit Laserpulsen in extrem kurzer Zeit!
\nMaterialien auf diese Weise f\u00fcr bestimmte Anwendungen ma\u00dfzuschneidern, kann die Grundlage f\u00fcr die Elektronik, Computertechnik oder Sensorik der Zukunft bilden. Der Marburger Physikprofessor Dr. Marcel Reutzel, der die vormaligen Untersuchungen in G\u00f6ttingen zusammen mit Prof. Dr. Stefan Mathias geleitet hat, sagte: „Unsere Ergebnisse er\u00f6ffnen neue Wege, elektronische Zust\u00e4nde in Quantenmaterialien mit Licht zu steuern. Das kann zu Technologien f\u00fchren, bei denen Elektronen gezielt und kontrolliert manipuliert werden.“
\nIn Reutzels neuer Marburger Forschungsgruppe „Ultraschnelle und koh\u00e4rente Ph\u00e4nomene“ sollen k\u00fcnftig derartige Strategien weiterentwickelt werden. „Besonders spannend ist, dass wir so auch topologische Materialphasen mit Licht kontrollieren k\u00f6nnen“, erg\u00e4nzte Reutzel. „Diese Phasen sind sehr speziell und \u00e4u\u00dferst stabil. Damit k\u00f6nnten die lichtgesteuerten Phasen wichtig f\u00fcr robuste Quantencomputer oder neue Sensoren werden.“ Die Forschung wurde vom G\u00f6ttinger Sonderforschungsbereich SFB 1073 „Kontrolle von Energiewandlung auf atomaren Skalen“ finanziell unterst\u00fctzt, der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gef\u00f6rdert wird.<\/p>\n
* pm: Philipps-Universit\u00e4t Marburg<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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