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Spektroskopie von Quantenmaterialien

 

Unsere Forschung konzentriert sich auf die optischen, elektronischen und magnetischen Eigenschaften von Quantenmaterialien im Grundzustand, aber auch unter extremen Bedingungen wie hohem Druck, niedriger Temperatur oder starken optischen Anregungen unter Verwendung intensiver und ultrakurzer Femtosekunden-Lichtpulse. Im letzteren Fall können wir die ultraschnelle Dynamik von Ladungs- und Spinträgern auf ihrer intrinsischen Zeitskala und atomistischen Länge untersuchen. Unser Ziel ist es, die mikroskopischen Mechanismen zu verstehen, die die Reaktionen des Materials unter extremen Bedingungen und auf ultraschnellen Zeitskalen steuern,um letztendlich eine aktive Steuerung der Materialeigenschaften auf kleinsten Längen- und schnellsten Zeitskalen zu realisieren. 

Unsere aktuelle Forschung konzentriert sich auf die folgenden Themen

  • Ultraschnelle Ladungsträgerdynamik in niedrigdimensionalen Heterostrukturen

  • Ultraschnelle Magnetisierungsdynamik
  • Spinfunktionalitäten in molekularen Hybridstrukturen

  • Spektroskopie von topologischen Halbmetallen und stark korrelierten Materialien bei hohem Druck
  • Druckinduzierte Phasenübergänge in niedrigdimensionalen Materialien
 

News

© Nanophotonics

Konzept plasmonischer neuronaler Architekturen im Nanometermaßstab

10.04.2026

 

Forschende unserer Arbeitsgruppe haben in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Prof. Martin Aeschlimann (RPTU Kaiserslautern-Landau) ein Konzept für neuartige plasmonische Plattformen für photonische Informationsverarbeitung im Nanometermaßstab entwickelt. Die Architektur vereint mehrere Eingabekanäle, gewichtete Signalverarbeitung und nichtlineare Aktivierung in einer nanoskaligen Struktur und stellt damit einen wichtigen Schritt zur Realisierung plasmonischer neuronaler Bausteine dar. Durch die Nutzung des Bahndrehimpulses von Licht sowie maßgeschneiderter Nanostrukturen entsteht ein kompakter Ansatz für ultraschnelle neuromorphe plasmonische Schaltungen. Die Ergebnisse eröffnen neue Perspektiven für dichte, rein optische neuronale Netzwerke, optische Rechenverfahren und neuartige Hardware Implementierungen von Künstlischer Intelligenz. Die Ergebnisse wurden in Nanophotonics veröffentlicht.

 

Veröffentlichung in   Nanophotonics 

© S. Hedwig

Abbildung ballistischer Spinträger auf dem Weg zum Spin-Gleichgewicht auf ultraschnellen Zeitskalen

03.11.2025

 

In enger Zusammenarbeit mit Arbeitsgruppen der RPTU Kaiserslautern, der LMU München und der Westböhmischen Universität (Tschechische Republik) konnten wir nachweisen, wie ein optisch angeregtes Ungleichgewicht von Spinträgern in einem Van-der-Waals-Kristall innerhalb weniger Femtosekunden in Richtung eines Quasi-Gleichgewichts relaxieren. Dieser Prozess findet auf Zeitskalen von einem Millionstel einer Milliardstel Sekunde statt. Die Ergebnisse wurden kürzlich in Physical Review Letters veröffentlicht.

 

Veröffentlichung in   Physical Review Letters oder auf Arxiv.org

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