Neue Emmy-Noether-Gruppe
Dr. Sebastian Maehrlein, Leiter der Forschungsgruppe „THz Structural Dynamics“ in der Abteilung Physikalische Chemie des Fritz-Haber-Instituts, hat eine hochkarätige Förderung eingeworben: Ab Oktober stellt ihm die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) einen Etat von 1,6 Millionen Euro für eine unabhängigen Emmy Noether-Nachwuchsgruppe zur Verfügung. Im Forschungsfokus steht hierbei die Kontrolle des Drehimpuls von Atomgittern zur ultraschnellen Steuerung von Materialeigenschaften.
„Das Leiten einer unabhängigen DFG-geförderten Emmy-Noether-Gruppe, ergänzt durch die exzellente Infrastruktur eines Max-Planck-Instituts, ist Traum eines jeden Grundlagenforschenden. Diese breite Unterstützung erlaubt meiner Gruppe, der fundamentalen Eigenschaft des bisher oft übersehenen Gitterdrehimpulses in Festkörpern auf die Schliche zu kommen. Mit maßgeschneiderten Bewegungen von Atomen auf Kreisbahnen wollen wir magnetische und elektronische Eigenschaften auf ultraschnellen Zeitskalen energieeffizient steuern“, erläutert Dr. Maehrlein, der nach einem Postdoc Aufenthalt an der Columbia University (USA) eine Forschungsgruppe in der Abteilung Physikalische Chemie leitet. Des Weiteren freut er sich, im Rahmen der 6-jährigen Emmy-Noether-Förderung seine Lehraufgaben (zur Zeit an der Technischen Universität Berlin) weiter auszubauen. „Die Arbeit mit ambitionierten Promovierenden und neugierigen Studierenden ist eine wichtige Triebfeder für mich“, so der Physiker.
Mit seiner Forschung möchte Sebastian Maehrlein die kollektiven Bewegungen des Atomgitters von Festkörpern als aktiven Kontrollknopf zur Steuerung von Materialeigenschaften verwenden. So konnte er zum Beispiel in seiner Doktorarbeit zeigen, dass die Anregung von kohärenten Gitterschwingungen (Phononen) die magnetische Ordnung von Elektronenspins ändern kann. Wenn nun Phononen nicht nur ihre Energie und ihren Impuls an Elektronen übertragen können, sondern auch einen definierten Drehimpuls, bietet dies einen bisher übersehenen steuerbaren Kopplungskanal. Solche Resultate entsprächen zudem der ultraschnellen Umkehrung des Historischen Experiments von Einstein und De Haas von 1915. Des Weiteren möchte das Forscherteam die Spin-Eigenschaften von Ladungsträgern in atomar dünnen Halbleitern durch gezielte Wechselwirkung mit zirkular polarisierten Phononen (Gitteratome auf Kreisbahnen) beeinflussen. Zur Ermöglichung dieser ambitionierten Forschungsrichtig müssen Dr. Maehrlein und sein Team jedoch zuerst neuartige experimentelle Methoden entwickeln, um Laserpulse im ferninfraroten Terahertz (THz) und multi-THz Bereich maßgeschneidert zu formen. „Einfach gesprochen, hoffen wir, damit Gitterionen kontrolliert auf rechts- oder linksdrehende Korkenzieher- oder Kreisbahnen zu zwingen.“ erklärt Sebastian Maehrlein anschaulich.
Sebastian F. Maehrlein forschte bereits für seine Diplomarbeit an der Universität Konstanz an hochintensiver THz-Strahlung. Nach einem anschließenden Innovationsstudium am Hasso-Plattner-Institut in Potsdam folgte 2016 seine Promotion an der Freien Universität Berlin und am Fritz Haber Institut (FHI). Danach schloss sich ein Postdoc- Forschungsaufenthalt an der Columbia Universität in New York an. Im Jahr 2020 kehrte er nach Deutschland zurück, um seine eigene Arbeitsgruppe am FHI in Berlin aufzubauen. Das Emmy-Noether-Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) soll hochqualifizierten Forscherinnen und Forschern die Möglichkeit geben, durch die eigenverantwortliche Leitung einer Nachwuchsgruppe, verbunden mit qualifikationsspezifischen Lehraufgaben. die Voraussetzungen für eine Berufung als Hochschullehrerin bzw. Hochschullehrer zu erlangen.
