Neu an der TU Darmstadt: Professor Bernhard Urbaszek

Warum sollten Studierende sich für Ihre Themen interessieren? / Was ist das Spannende an Ihren Themen?

Wir erforschen die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie an Materialien, die nur eine Lage von Atomen dick sind, wie etwa Graphen (eine Schicht Grafit) und MoS2. Die starke Wechselwirkung mit Licht gibt unterschiedliche Farbkontraste für Schichten aus einer, zwei oder drei atomaren Lagen. Schon mit einem normalen optischen Mikroskop kann also die Schichtdicke mit atomarer Präzision bestimmt werden.

Nicht nur die ersten Experimente, sondern auch die Herstellung der ultradünnen Proben ist robust und einfach: Die Proben werden aus Kristallen hergestellt, von denen wir mit Klebestreifen diese dünnen Lagen einfach abziehen. Da sich Elektronen in diesen atomar dünnen Schichten nur in zwei Dimensionen und nicht in drei Dimensionen bewegen können, unterscheiden sich die physikalischen Eigenschaften dieser 2D-Materialien grundlegend von den dickeren 3D-Kristallen.

Langfristig streben wir an, dass diese atomar dünnen Materialkombinationen aufgrund ihrer einzigartigen und kontrollierbaren Eigenschaften in der Elektronik, Optik, Energieumwandlung und in den Quantentechnologien Einsatz finden.

An der TU Darmstadt wird Interdisziplinarität groß geschrieben. Wo gibt es in Ihrem Arbeitsfeld Schnittstellen zu anderen Fachgebieten?

Unsere Projekte werden von der Zusammenarbeit mit anderen Fachbereichen an der TU profitieren: Wir forschen an neuen Materialien und viele Mikroskopietechniken und Verarbeitungsprozesse aus den Materialwissenschaften werden uns da weiterhelfen. Die Proben werden in moderne Bauteile der Mikroelektronik integriert, mit dem Knowhow des Fachbereichs Elektrotechnik und Informationstechnik. Die Oberflächenqualität der atomar dünnen Proben ist für Energie- und Elektronentransfer wichtig, ein Thema für die Zusammenarbeit mit der Chemie. Die Familie der 2D-Materialien ist sehr groß (mehrere tausend Kandidaten) und viele Funktionalitäten wurden mit Algorithmen vorhergesagt, die auf Machine Learning basieren – ein Fachgebiet, das uns in vielen Aspekten helfen wird, zum Beispiel für die Optimierung von 2D-Materialien in photonischen Strukturen.

In welchen Fachbereich der TU würden Sie gerne mal einen Tag schnuppern? Warum?

Direkte Besuche anderer Fachbereiche an der TU waren durch die Pandemie sehr eingeschränkt. Ich freue mich daher sehr darauf, persönlich die verschiedenen Fachbereiche zu besuchen und die Forschungskapazitäten und Projekte meiner neuen Kolleginnen und Kollegen persönlich zu sehen.