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EU-Forschungsrat fördert Forschung von Prof. Mirko Cinchetti mit rund zwei Millionen Euro

Möglichst klein und möglichst schnell sollen Materialien sein, die im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologie eingesetzt werden. Genau nach solchen Materialien sucht Prof. Mirko Cinchetti von der Fakultät Physik der TU Dortmund. Hierbei hat es der Wissenschaftler mit äußerst kleinen Maß- und Zeiteinheiten zu tun. Der Europäische Forschungsrat fördert sein Projekt „Coherent optical control of multi-functional nano-scale hybrid units“ (kurz: hyControl) mit rund zwei Millionen Euro für die kommenden fünf Jahre.

Prof. Mirko Cinchetti untersucht, wie man Materialien neue Funktionalitäten geben kann und wie sich diese ganz gezielt kontrollieren lassen. Dafür arbeitet er zum Beispiel mit magnetischen Festkörpern, die er mit organischen Molekülen zusammenbringt. Zwischen den Atomen, aus denen der Festkörper besteht, und den Molekülen entsteht eine besondere Bindung, die wiederum für eine Änderung der Eigenschaften der Atome sorgt. Dieser Prozess wird als Hybridisierung bezeichnet. Zwischen den Molekülen und dem Festkörper entsteht eine sogenannte Grenzfläche. Die Spins, also die Eigendrehimpulse der darin enthaltenen Elektronen, lassen sich mit Hilfe von Licht beeinflussen – und somit auch die Eigenschaften der Festkörper-Atome. Durch Licht-Pulse kann zum Beispiel der Magnetismus des Festkörpers an- und ausgeschaltet werden.

Materialien gezielt und schnell verändern

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Bei der Hybridisierung gehen Moleküle (gelb) eine besondere Bindung mit den Atomen eines Festkörpers (blau-grau) ein. Diese ermöglicht eine gezielte Kontrolle der Eigenschaften der Festkörper-Atome. Grafik: Prof. Mirko Cinchetti

Mit Licht kann man die Funktionalität von solchen Grenzflächen – wie etwa ihre magnetischen Eigenschaften – äußerst schnell, nämlich in der Dauer einiger sogenannter Femtosekunden beeinflussen. In einer Femtosekunde legt Licht gerade ein Tausendstel der Dicke eines Haares zurück. Das Licht benötigt dagegen für die Strecke zwischen der Erde und dem Mond eine Sekunde. Da Prof. Mirko Cinchetti also äußerst schnelle Prozesse mit Molekülen erforscht, die einen Nanometer klein sind, nutzt er besondere Messmethoden. In den kommenden fünf Jahren wird der Physiker daran arbeiten, neben magnetischen Festköpern auch andere Materialien gezielt und schnell zu verändern und kontrollierbar zu machen. Diese neuen Materialien könnten beispielsweise dazu genutzt werden, um in möglichst kurzer Zeit riesige Datenmengen zu speichern oder zu verarbeiten.

Mit ERC Consolidator Grants werden exzellente junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gefördert, deren unabhängige Arbeitsgruppe sich in der Konsolidierungsphase befindet. Das ERC-Programm hat keine Fächerbeschränkung, die Projekte verteilen sich damit auf alle Wissenschaftsdisziplinen.

Vita Prof. Mirko Cinchetti

Prof. Mirko Cinchetti studierte theoretische Physik an der Università degli Studi di Pavia in Italien und an der National University of Ireland. 2004 schloss er seine Promotion in experimenteller Physik an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz ab. 2012 habilitierte er im Fachbereich Physik der Technischen Universität Kaiserslautern. Seit Oktober 2016 ist er Professor für kohärente Spinphänomene in Festkörpern an der Fakultät Physik der TU Dortmund.



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