Ultraschnelle Nanooptik

Willkommen auf den Internetseiten der Arbeitsgruppe "Ultraschnelle Nano-Optik" am Institut für Physik der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg.


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24.03.2014

In unserer Arbeitsgruppe werden zur Zeit Themen für eine Bachelorarbeit oder Masterarbeit angeboten.

Eine Beschreibung zu dem Thema findet sich hier.


13.11.2013

Die Arbeiten zur Beschleunigung von Elektronen aus einzelnen Goldspitzen werden nun auch bei ProPhysik

http://www.pro-physik.de/details/opnews/5475391/Abschlag_mit_Elektronen.htm

und bei ingenieur.de

http://www.ingenieur.de/Themen/Forschung/Ultraschnelle-Nano-Optik-Golfspiel-Elektronen

erwähnt. Ebenso findet die Arbeit Erwähnung in der italienischen Presse:

http://www.ansa.it/scienza/notizie/rubriche/tecnologie/2013/11/15/mitragliata-elettroni-microscopi-futuro_9622906.html

Viel Spaß beim Lesen!


11.11.2013

Der kleinste Elektronenbeschleuniger der Welt

Oldenburger-Mailänder-Forscherteam nutzt Lichtblitze, um Elektronen aus einzelnen Nanopartikeln heraus zu beschleunigen

Oldenburg. Wenn Licht in Strom oder chemische Energie umgewandelt wird – in Solarzellen zum Beispiel oder in Pflanzenzellen bei der Photosynthese – dann deshalb, weil die einfallenden Lichtstrahlen die Elektronen in den Materialien gezielt in Bewegung versetzen. Diese Elektronenbewegungen finden auf extrem kurzen Längenskalen von wenigen Nanometern (ein Nanometer ist der Milliardste Teil eines Meters) und auf ultraschnellen Zeitskalen von wenigen Femtosekunden (eine Femtosekunde ist der Billiardste Teil einer Sekunde) statt. Diese Vorgänge sind so komplex, dass sie sich selbst mit den bislang besten verfügbaren Mikroskopen nicht detailliert verfolgen lassen. Weltweit arbeiten daher Forscher intensiv an der Entwicklung neuer Techniken, um diese Prozesse sichtbar zu machen.
Physiker der Universität Oldenburg ist dabei ein entscheidender Durchbruch gelungen. In einem Artikel, der jetzt in der renommierten Fachzeitschrift "Nature Photonics" erschienen ist, berichten die Forscher der Arbeitsgruppe "Ultraschnelle Nano-Optik" unter der Leitung von Prof. Dr. Christoph Lienau erstmals über Experimente zur gezielten Beschleunigung von Elektronen aus einzelnen Goldspitzen durch ultrakurze Laserimpulse.
"Zusammen mit Partnern aus der Mailänder Forschergruppe von Prof. Dr. Giulio Cerullo haben wir einen speziellen Laser aufgebaut, der es uns erlaubt, extrem kurze Laserimpulse mit exakt einstellbarer zeitlicher Form des elektrischen Feldes zu erzeugen", erklärt Dr. Petra Groß, die das Projekt am Oldenburger Institut für Physik leitet. "Mit diesen so genannten phasen-kontrollierten Impulsen gelingt es uns, Elektronen aus einer wenige Nanometer großen Goldspitze herauszuschlagen und mit genau dosierter Kraft in eine durch das Lichtfeld vorgegebene Richtung zu beschleunigen." Dabei gehe es den Wissenschaftlern inzwischen wie einem erfahrenen Golfer, der die Flugbahn des Balles durch einen gefühlvollen Abschlag kontrolliere. Allerdings seien die Beschleunigungen um ein Vielfaches höher: Während beim Golfen etwa das Hundertfache der Erdbeschleunigung erreicht wird, werden die Elektronen mit einer trillionenfach höheren Beschleunigung von zehn hoch zwanzig auf etwa ein Hundertstel der Lichtgeschwindigkeit gebracht.

"Die Goldspitzen dienen uns als besonders gut definierter Abschlagpunkt für die Elektronen. Sie sind so einfach struktuBildriert, dass wir unsere experimentellen Ergebnisse gut mit Modellrechnungen vergleichen können. Wir lernen", so Lienau, "wie sich Elektronen auf solch kurzen Zeit- und Längenskalen bewegen." Dieses Wissen ist von zentraler Bedeutung für das Verständnis der noch komplexeren Elektronenbewegungen in technologisch relevanten Bauelementen wie Solarzellen. Die Oldenburger Wissenschaftler arbeiten daher intensiv daran, die neu entwickelten experimentellen Techniken zur Aufklärung von Energiewandlungsprozessen in Solarzellen und biologischen Nanostrukturen zu nutzen.

Den in der  Fachzeitschrift erschienenen Artikel finden Sie hier.

Auf dem Bild ist die gemessene Energieverteilung der Elektronen der aus den Elektronen herausgeschlagenen Elektronen dargestellt.



 15.04.2013

Sarah Falke mit Nachwuchspreis "green photonics" für Ihre promotion ausgezeichnet

Sarah Maria Falke aus der Gruppe "Ultraschnelle Nano-Optik" wurde auf der diesjährigen Hannover-Messe für ihre Dissertation mit dem Nachwuchspreis "Green Photonics" des VDI für die beste Dissertation des Jahres 2013 ausgezeichnet. In ihrer Dissertation untersuchte Frau Falke die Energiekonversion von Licht in Strom in organischen Solarzellen auf einer Zeitskala von wenigen Femtosekunden. Der Link  zum Thema finden Sie hier und hier.


25.01.2013

Experimentelle Ergebnisse zu Ultraschnellen Rabi-oszillationen in "nature photoncs" publiziert

Am 25. Januar 2013 wurden in Nature Photonics experimentelle Ergebnisse zu ultraschnellen kohärenten Rabi-Oszillationen veröffentlicht. Die beobachtete Kopplung von Exzitonen und Oberflächen-Plasmon-Polaritonen auf einer Zeitskala von wenigen Femtosekunden kann als wichtiger Schritt hin zu optischen Computern gesehen werden. Ein Link zu dieser Artbeit findet sich unter  Publikationen.

Am 08.02.2013 gab Christoph Lienau zu diesem Thema ein Radiointerview im Wissenschaftsmagazin "Logo" auf NDR Info. Der Link zum Podcast der Sendung finden Sie hier, ein Audiomitschnitt des Interviews können Sie sich hier herunterladen.


11.12.2012

Publikation zur erzeugung von fs-elektronenpulsen in "Physical Review Letters"erschienen

Unsere Gruppe konnte nun Ergebnisse zur Erzeugung von ultrakurzen Elektronenpulsen in "Phyiscal Review Letters" veröffentlichen. In der Arbeit werden die Trajektorien von Elektronen, die aus einer nm-großen Metallspitze durch ultrakurze Laserpulse emittiert weden, experimentell untersucht und mit Simulationen verglichen. Die bei der Erzeugung dieser Elektronenpulse vorherrschenden physikalischen Prozesse konnten so bestimmt werden. Ein Link zu dieser Publikation findet sich in Publikationen

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links: Björn Piglosiewicz bei der Justage des Lasersystems, mit dem ultakurze Elektronenpulse erzeugt werden.           rechts: Prof. Dr. Christoph Lienau und Dr. Petra Groß haben das Experiment betreut.


16.04.2012

Arbeiten der Gruppe zur Lokalisierung von Licht in "Nature Photonics"veröffentlicht

Am 16. April 2012 erschien in Nature Photonics ein Artikel unserer Gruppe zur Lokalisierung von Licht. In diesem wird beschrieben, wie es erstmal gelungen ist, die Speicherung (Lokalisierung) von Licht in ungeordneten dielektrischen Medien zeit- und ortsaufgelöst zu beobachten. Ein Link zu dieser Publikation findet sich in Publikationen.


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Manfred Mascheck im Labor, in dem die Lokalisierung von Licht in ZnO unterucht wurde.



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Die Arbeitgruppe: vlnr: Sai Kiran Rajendran (Gast aus Prof. Cerullos Gruppe [Mailand]), Simon Becker, Manfred Mascheck, Bernd Schwenker, Margret Warns, Ephraim Sommer, Heiko Kollmann, Jens Brauer, Martin Esmann, Petra Groß, Christoph Lienau, Wei Wang, Jan Vogelsang, Antonietta De Sio, Ralf Vogelgesang, Slawa Schmidt, Björn Piglosiewicz, Martin Silies     (es fehlen: Melanie Lammers, Sarah Falke, Stephan Streit, Pascal Engelke, Raimond Angermann)



20.03.2009  -  Artikel zu unseren Forschungsaktivitäten in "Neues Deutschland"

Am 14. März 2009 erschien in der Zeitung "Neues Deutschland" der Artikel "Lichtspeicher im Metall" zu unseren Untersuchungen, wie Licht und Elektronen in Nanostrukturen miteinander wechselwirken.

23.02.2009  -  Neuer Übersichtsartikel in "Laser and Photonics Reviews"

Parinda Vasa and Robert Pomraenke haben kürzlich zusammen mit Claus Ropers von der Universität Göttingen einen umfassenden Übersichtsartikel in Laser and Photonics Reviews veröffentlicht. Der Artikel stellt verschiedene Forschungsthemen in der "Ultraschnellen Nano-Optik" vor, mit denen sich unsere Gruppe derzeit befasst.
Zu den Beispielen gehören Untersuchungen des ultraschnellen, nichtlinearen Verhaltens einzelner Halbleiter-Quantenpunkte, der Entwurf neuartiger, nanoskaliger Elektronenquellen und das Studium der ungewöhnlichen Effekte, die auftreten, wenn reine Metall- und Metall-Halbleiter-Hybrid-Nanostrukturen mit Licht interagieren.


19.09.2008  -  Neue Artikel in "Physical Review Letters" und "Physical Review Focus"

"Coherent Exciton-Surface-Plasmon-Polariton Interaction in Hybrid Metal-Semiconductor Nanostructures" von Vasa et al., veröffentlicht in Phys. Rev. Lett.

Beitrag zum PRL-Artikel von Vasa et al. in Physical Review Focus

Pressemitteilung der Universität