Offene Stellen

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Dr. Jan Vogelsang

Institut für Physik  (» Postanschrift)

W2 2-201 (» Adresse und Lageplan )

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Offene Stellen

Doktorandinnen und Doktoranden

Bis vor kurzem waren zwei Stellen in unserer Gruppe ausgeschrieben, die bisher noch nicht vollständig besetzt sind.

Im Rahmen beider Stellen soll es um die Untersuchung und Kontrolle von Ladungsträgerdynamiken in Nanostrukturen auf der unteren Femtosekunden-Zeitskala gehen. Dies ist ein höchstaktuelles Forschungsfeld, das eine Reihe von Techniken kombiniert. Entsprechend wird eine hohe Motivation erwartet, sich in neue Thematiken einzuarbeiten, nicht jedoch umfangreiche Vorkenntnisse auf diesen speziellen Gebieten. Vielmehr sind Kreativität und eine schnelle Auffassungsgabe hilfreich, um sich in dieser Forschungsrichtung zurechtzufinden. Eine intensive Betreuung hierbei ist durch die Gruppengröße und die Art des Projekts sichergestellt.

Es geht darum, zwei neue Methoden zu entwicklen und zu erproben, um Ladungsträgerdynamiken an nanoskaligen Grenzflächen auf der Atto- bis Femtosekundenzeitskala zu untersuchen. Ein Laserimpuls im sichtbaren oder nahinfraroten Spektralbereich regt die zu untersuchende Dynamik in einer Nanostruktur optisch an (siehe Bild). Diese Ladungsträgerdynamik entwickelt sich nun in der Zeit und wir fragen ihren Zustand nach einer variablen Wartezeit mit einem noch kürzeren Impuls ab. Dieser Impuls ist so kurz, dass er die Dynamik wie bei einer Kamera mit Blitzlicht gewissermaßen einfriert. Außerdem ist seine Photonenenergie so hoch, dass Elektronen nahe der Oberfläche ausgelöst werden (z.B. im Bild oben links). Diese Elektronen tragen wertvolle Informationen dazu, welche dynamischen Felder an der Nanostrukturoberfläche vorhanden sind. Diese wollen wir den Elektronen mithilfe eines Elektronenmikroskops erstmalig entlocken (Promotionsprojekt 1).

Aber auch in der Nanostruktur (und nicht nur an der Oberfläche) finden spannende Ladungsträgerdynamiken statt, die bisher nicht mit ausreichender räumlicher und zeitlicher Auflösung studiert werden können. Promotionsprojekt 2 zielt darauf ab, zu untersuchen, wie sich die Attosekundenimpulse (s.o.) nach der Transmission durch die Nanostruktur und Wechselwirkung mit ihr verändert haben. Diese tragen nun die wertvollen Informationen zur Dynamik in der Nanotruktur in sich, welche wir ebenfalls mit einem Elektronenmikroskop mit hoher räumlicher Auflösung untersuchen wollen. Dies ist in der Abbildung im unteren und rechten Teil dargestellt. Teile des optischen Spektrums wurden in der Nanotruktur absorbiert, abhängig von der energetischen Ladungsträgerverteilung im Material. Kurz gesagt möchten wir das optische Spektrum in ein Elektronenspektrum wandeln, damit wir unsere räumlich hochauflösenden elektronenmikroskopische Methoden anwenden können. Entsprechende Vorarbeiten existieren bereits, die spannende Ergebnisse in beiden Promotionsprojekten versprechen.

Das hört sich doch interessant an, oder? Sprich uns gerne an für ein Kennenlernen bei einer kleinen Labortour: oder im Büro, W2 2-201.

Abschlussarbeiten (Bachelor oder Master)

Überblick

Studierende, die bei uns ihre Abschlussarbeit schreiben möchten, sind selbstverständlich herzlich willkommen.

Generell gibt es viele kleinere und größere Projekte, die im Rahmen des Aufbaus des neuen Attosekunden-Labors und dem zeitaufgelösten Photoemissions-Elektronenmikroskop bearbeitet werden können. Vorkenntnisse sind nicht notwendig; ein Interesse, Neues kennenzulernen und Herausforderungen aktiv anzugehen, ist aber sicher vorteilhaft. Vom Femtosekundenlasersystem über Vakuumanlagen, Attosekundenimpulse im Ultravioletten hin zu Elektronenmikroskopie können verschiedenste Techniken ausprobiert und verwendet werden, um Ladungstransferprozesse in Nanostrukturen zu untersuchen. Wir arbeiten hierbei eng mit anderen Arbeitsgruppen der Physik zusammen und nutzen u. a. das Attosekunden-Labor der AGs UNO und ULTRA mit, bis unser eigenes Labor voll funktionstüchtig ist.

Projekt 1: Kontrolle von Attosekundenimpulsen

Aktuell besteht die Möglichkeit, als Masterstudentin oder Masterstudent (oder als besonders ambitionierte/r Bachelorstudent/in) direkt in die hochaktuelle Forschung zur Kontrolle von Attosekundenimpulsen einzusteigen. Dies sind (mit) die kürzesten Lichtblitze, die jemals erzeugt wurden und es geht darum,ihre Erzeugung besser zu verstehen. Dazu werden Lichtimpulse im sichtbaren Spektralbereich mit nur wenigen Schwingungen des elektrischen Feldes manipuliert, sodass die damit erzeugten Attosekundenimpulse gewünschte Eiegenschaften erhalten. Stellschrauben sind hier z.B. die Polarisation des Lichts und die Schwingungsamplitude in der Zeit. Eine Kontrolle dieser Attosekunden-Blitze ist relevant, um elektronische Prozesse auf den kürzesten Zeitskalen besser verstehen zu lernen.

Projekt 2: Zeitaufgelöste Photoemissions-Elektronenmikroskopie

In diesem Bachelor- oder Masterprojekt geht es darum, ein kürzlich beschafftes Elektronenmikroskop in Betrieb zu nehmen und zunächst hinsichtlich seiner spezifizierten Parameter zu charakterisieren. Im zweiten Schritt ist die Durchführung des ersten zeitaufgelösten Experiments an einem solchen Mikroskop in Oldenburg geplant, wobei die genaue Forschungsfrage und zu untersuchende Probe während des ersten Projektteils in Abstimmung mit der Kandidatin oder dem Kandidaten festgelegt wird.

Die Photoemissions-Elektronenmikroskopie unterscheidet sich etwas von herkömmlichen Mikroskopietechniken. In diesem Fall ist die Probe gleichzeitig die Elektronenquelle, indem aus ihr – durch Beleuchtung mit Licht – Elektronen ausgelöst werden. Diese Auslöseorte werden im Mikroskop räumlich hochaufgelöst abgebildet. Gleichzeitig erfolgt eine Aufnahme der Flugzeit der Elektronen, sodass zusätzliche ihr kinetisches Energiespektrum vermessen wird. Dies erlaubt es, detaillierte Einblicke in die Ladungsträgerdynamiken nahe der Oberfläche einer Nanostruktur zu erhalten.

Vielfältige Techniken werden euch in diesem Projekt nähergebracht, darunter Probenpräparation, Nanopositioniersysteme, Ultrahochvakuum, Elektronenmikroskopie, Flugzeit-Elektronenspektroskopie und Anrege-Abfrage-Experimente mit kurzen Laserimpulsen. Dieses Projekt ist, wie viele in dieser Gruppe, eher anspruchsvoll, aber bietet euch die Möglichkeit durch enge Zusammenarbeit mit den Gruppenmitgliedern sehr viel zu lernen.

Projekt 3: Kompression und Charakterisierung von ultrakurzen Laserimpulsen im nahen Infrarot

Dieses Projekt bildet mit die Basis für die zukünftige Arbeit der Nachwuchsgruppe Attosekundenmikroskopie. Wir bauen aktuell ein Lasersystem auf, welches nichtlineare Prozesse verwendet, um ultrakurze Laserimpulse im infraroten Spektralbereich zu erzeugen. Diese Pulse sind jedoch für die geplanten Experimente nicht (ganz) kurz genug. Es gibt verschiedene Ansätze, um Lichtimpulse durch spektrale Verbreiterung und anschließende zeitliche Kompression so stark zu verkürzen, dass sie nur noch wenige Schwingungen des elektrischen Feldes dauern. Ziel dieses Projekts ist es, Laserpulse bei einer Zentralwellenlänge von 2 µm und einer Pulsdauer von etwa 30 fs durch Fokussierung in dünne Glasplättchen weiter zu komprimieren und hinsichtlich ihrer Pulsdauer, Strahlqualität und Leistungsstabilität zu charakterisieren. Eine intensive Betreuung vor Ort ist sichergestellt (keine Sorge!), ein Austausch mit Kolleginnen und Kollegen in Lund (Schweden) ist gleichzeitig möglich.

Und wie geht's weiter?

Sprecht uns gerne an, wenn bei den vorgeschlagenen Projekten für euch etwas dabei ist. Und sprecht uns gerne auch an, wenn euch kein Projekt direkt zusagt. Manchmal gibt es im Gespräch ganz spontane Projektideen oder ein Projekt erscheint doch noch einmal anders, wenn wir eine kleine Labortour gemacht haben.

Wir freuen uns generell, wenn ihr dies mitbringt:

  • Einen soliden Physikhintergrund
  • Interesse daran, Neues zu lernen
  • Spaß an der Arbeit im Laserlabor

Im Gegenzug gibt es u.a.:

  • eine intensive Betreuung, Unterstützung der ganzen Gruppe
  • Gelegenheit, viele neue Geräte und Techniken auszuprobieren
  • erste eigene Forschungsergebnisse
  • ein spannendes Abschlussprojekt

Bitte einfach kurz melden. :)

Post-Doktorandinnen und Post-Doktoranden

Es besteht die Möglichkeit der Finanzierung einer PostDoc-Position in unserer Gruppe. Parallel wäre eine Bewerbung bei Drittmittelgebern um die Finanzierung der eigenen Stelle wünschenswert.

Sprecht uns bei Interesse gerne an, dann können wir die Möglichkeiten erörtern. Eine kurze E-Mail genügt!

Wir sind dankbar für die Unterstützung durch

(Stand: 13.12.2022)