Forschung & Entwicklung

Umwandlung von Licht in Elektrizität

Die Physikerin Dr. Daria Gorelova hat ein Freigeist-Fellowship der VolkswagenStiftung erhalten und wird an der Universität Hamburg mit ihrem Projekt ‚Seeing excitons in motion‘ zur Dynamik von Exzitonen forschen.

Wenn in einem Halbleiter Licht auf ein Elektron trifft, wird dieses dazu angeregt, ein höheres Energielevel zu erreichen, und es hinterlässt auf dem vorherigen Level eine positive Ladung, die auch als ‚Loch‘ bezeichnet wird. Das angeregte und negativ geladene Elektron wird durch die positive Ladung des ‚Lochs‘ angezogen und geht mit diesem eine Bindung ein, die als Exziton bezeichnet wird. Dieses besitzt die Fähigkeit, sich durch den Halbleiter fortzubewegen und die Anregungsenergie so zu transportieren.

Das genaue Verständnis über die Entstehung und die Bewegungen von Exzitonen ist besonders für die Entwicklung neuer Methoden zur Umwandlung von Licht in Elektrizität von Bedeutung. Um dieser Bewegung zu folgen, benötigt man Methoden, die eine zeitliche Auflösung von Femtosekunden besitzen. Gleichzeitig muss eine räumliche Auflösung von weniger als ein Nanometer möglich sein.

Im Rahmen des Freigeist-Fellowship der VolkswagenStiftung, einer Förderung von rund 1,2 Millionen Euro für sechs Jahre, wird Dr. Daria Gorelova vom Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY an die Universität Hamburg wechseln und solche Methoden entwickeln. Zusammen mit ihrem Team will sie untersuchen, wie ultraschnelle Lichtpulse die Bewegung von Exzitonen messen können. Das Projekt wird neuartige Experimente konzipieren, die Perspektiven für die Forschung zu erneuerbaren Energien eröffnen. Ihre Forschungsarbeiten wird Gorelova am Fachbereich Physik der Universität Hamburg durchführen und dabei auch mit den Wissenschaftlern des Exzellenzclusters ‚CUI: Advanced Imaging of Matter‘ und des Sonderforschungsbereichs 925 ‚Light induced dynamics and control of correlated quantum systems‘ zusammenarbeiten.

Mit den Freigeist-Fellowships, die jährlich vergeben werden, bekommen die geförderten Nachwuchswissenschaftler die Möglichkeit, an einer gastgebenden Universität ihr eigenes Forschungsprojekt zu realisieren. Dabei werden laut VolkswagenStiftung vor allem jene Projekte gefördert, die sich „zwischen etablierten Feldern bewegen“ und im positiven Sinne risikobehaftet sind.

von mn

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