Offene Stellen
Wir suchen permanent nach talentierten Mitarbeitern für unsere Gruppe. Wir bieten ein topaktuelles Forschungsprogramm zur Kurzzeitspektroskopie einzelner Nanosysteme sowie ein umfassendes Training in verschiedenen spektroskopischen Methoden. Momentan sind wir besonders daran interessiert, passende Kandidaten für die folgenden Projekte zu finden. Weitere Informationen bei Markus Lippitz.
BACHELOR- UND MASTER-ARBEITEN
Die meisten dieser Themen eignen sich sowohl als Bachelor- als auch als Master-Arbeit.
Aufbau eines Mikromanipulators zum Stapeln von Gold-Flocken
Unsere plasmonischen Nanostrukturen stellen wir oft durch Ionenstrahl-Ätzen aus kristallinen Gold-Flocken her, die dünn (100 nm) aber relativ groß (30 um) sind. Für viele Experimente wäre es hilfreich, diese Flocken vor oder nach dem Bearbeiten gezielt platzieren zu können, entweder neben oder auf einer interessanten anderen Struktur, oder um Schichtstrukturen verschiedener Materialen herstellen zu können. Dazu benötigen wir einen Mikromanipulator, mit dem man in einem optischen Mikroskop die Flocken durch eine Art Klebeband aufnehmen und an andere Stelle absetzen kann. Das Ziel dieser Arbeit ist es, solch einen Manipulator nach Literatur- Vorlagen aufzubauen und einzusetzen.
High-speed Interface für eine Zeilenkamera
Für spektroskopische Experimente benutzen wir eine Zeilenkamera, die zwar nur eine einzige Pixel-Zeile besitzt, diese aber sehr schnell auslesen kann, mit bis zu 130 kHz. Die dabei entstehende Datenrate ist aber zu hoch, als dass sie ein normaler Computer handhaben könnte. Die Idee ist nun, ein kleines und schnelles Programm zu schreiben, das die Daten des frame grabbers zusammenfasst. Am Ende reichen für unsere Experimente quasi Summen über einzelne Zeilen aus. Nur muss dies sehr schnell geschehen. Das Ziel dieser Arbeit ist es, solch ein Programm in python zu schreiben und die Daten dann an das eigentliche Messprogramm in Labview weiterzureichen.
Doppelresonanz-Spektroskopie an NV-Zentren
Defekte in Diamant-Kristallen, sogenannte NV-Zentren, benehmen sich spektroskopisch und quantenmechanisch beinahe wie einzelne Atome. Wir wollen einen Praktikumsversuch aufbauen, in dem die Resonanz des Elektronenspins bei etwa 2.8 GHz durch ihren Einfluss auf die Fluoreszenz im roten Spektralbereich beobachtet wird. Das Experiment benutzt also zwei Resonanzen. Im Prinzip haben wir alle Komponenten beisammen und auch erste Vorarbeiten gibt es bereits. Das Ziel dieser Arbeit ist es, dieses Experiment fertig aufzubauen und seine Grenzen auszuloten. Wenn alles gut geht, sollte es möglich sein, Operationen analog zu einem Quantenbit durchzuführen.
Photobleichen von Molekülen bei starkem Laserlicht
Fluoreszierende Farbstoff-Moleküle unterbrechen ihre Emission für kurze Zeit, weil sie in den Triplet-Zustand übergehen, oder für längere Zeit, weil sie durch eine photoinduzierte chemische Reaktion ihre Form ändern. Die Details dieser Prozesse hängen vom Molekül, aber auch von der Pulsdauer und Intensität der verwendeten Laserstrahlung ab. Wir benötigen Moleküle, die bei kurzen, intensiven Laserpulsen möglichst ausdauernd emittieren. Ziel dieser Arbeit ist es, einige mögliche Kandidaten auf ihre Photostabilität zu untersuchen und die optimalen Anregungsbedingungen zu finden.
PROMOTION
Quantenoptische Schaltkreise auf Basis plasmonischer Wellenleiter
Halbleiter-Quantenpunkte dienen als gut kontrollierbare Einzelphotonenquellen. Um aus ihnen beispielsweise einen photonischen Quantencomputer zu bauen ist es notwendig, viele Einzelphotonenquellen mit einem Netzwerk von Wellenleitern zu kombinieren. Plasmonische Wellenleiter versprechen eine effiziente Kopplung und wirklich nanoskaligen Flächenbedarf. Der erste Schritt der Kopplung an den Wellenleiter ist uns gut gelungen (NanoLetters 2017), jetzt möchten wir plasmonische Schaltkreise entwickeln und herstellen. Plasmonik und Spektroskopie erfolgt bei uns, die Herstellung und Strukturieren der Halbleiter zusammen mit Kooperationspartnern.
Nichtlineare Nahfeldmikroskopie
Plasmonische Nanostrukturen verstärken lokal das elektrische Feld, sind aber auch selbst hochgradig optisch nichtlinear, so dass Prozesse wie die Erzeugung der zweiten (SHG) oder dritten Harmonischen (THG) sehr effizient geschehen. Das Zusammenwirken von fundamentaler Feldverteilung, plasmonischer Resonanz, nichtlineare Polarisation und schließlich nichtlineare Emission ist aber durchaus komplex. In besonderen Fällen lässt sich dies auch trotz der limitieren Auflösung eines Fernfeld-Mikroskops beobachten (Nat.Comm 2016). Wir sind aber im Rahmen eines DFG-Projekts auf der Suche nach Strukturen, die gut kontrollierbare plasmonische Nahfelder ermöglicht, um so beispielsweise Moleküle räumlich gezielt auf der Nanometerskala anzuregen. Daher möchten wir nichtlineare plasmonische Nahfelder in einem Nahfeldmikroskop abbilden, das im Wesentlichen aus einer streuenden AFM-Spitze als Sonde besteht. In einem iterativen Prozess aus Simulation, Herstellung und Vermessung soll eine Lichtquelle entwickelt werden, die unterhalb der Beugungsgrenze arbeitet.