Die Erfahrung, dass es deutlich einfacher fällt, leichte Dinge zu beschleunigen als schwere, machen Kinder beim Herstellen der untersten Kugel eines Schneemanns. Aber auch beim Hinabrollen einer solchen Kugel von einem Hang genügt eine Smartphonekamera, um ein scharfes Bild von ihr zu machen.¹ Je kleiner nun aber die Kugel wird, die wir betrachten, desto wichtiger wird es auch ihren Aufenthaltsort präzise zu kennen. Es macht für viele einen großen Unterschied, ob ein Regentropfen den Boden trifft oder leider die Person ohne Schirm.²

Wenn wir uns nun noch deutlich kleinere Kugeln anschauen, reicht eine handelsübliche Kamera nicht mehr aus, um sie überhaupt sichtbar zu machen. Und wenn sie es doch könnte, so wäre sie nicht schnell genug, um ein scharfes Bild zu erstellen. In dieser winzigen Welt bewegen sich Elektronen, Löcher oder andere (Quasi-)teilchen auf der Längenskala von Nanometern (70.000 Nanometer beträgt der Durchmesser eines Haares) und benötigen hier lediglich Femtosekunden (eine Femtosekunde ist eine sehr, sehr kurze Zeit), um ihren Ort zu wechseln. Und ein solcher Ortswechsel kann bereits den Unterschied machen, ob ein auf der Position der Teilchen basierendes Bauteil funktioniert oder nicht.

Wir entwickeln Methoden, um beispielsweise Ladungsträgern auf diesen Raum- und Zeitskalen durch Nanostrukturen auf den Fersen zu bleiben. Wir möchten verstehen, warum sie bestimmte Wege einschlagen und sie bestenfalls auf gezielte Weise in die eine oder andere Richtung lenken. Auf diese Weise gewinnen wir ein besseres Verständnis der Dynamiken auf der Nanoskala und legen die Basis dafür, dass ganz alltägliche Dinge wie Solarzellen optimiert werden können.

¹ Dies wurde uns zumindest berichtet, denn hier im Nordwesten gibt es selten Schnee und noch seltener Berghänge.

² Eine nicht auf Regen vorbereitete Person muss offensichtlich neu in der Gegend sein.