Willkommen in der AG Horn-von Hoegen

Prof. Dr. Frank Meyer zu Heringdorf

04.10.2023 Erstsemester willkommen!

Die Vorlesung Grundlagen der Physik (GdP1) startet am Dienstag, den 10. Oktober 2023 ab 8:15 Uhr im Hörsaal MC 122 am Campus Duisburg 

alle Erstsemester seien herzlich willkommen!

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Zur Anmeldung bei Moodle müssen sie einen gültigen Uni-Account besitzen. Falls sie noch nicht immatrikuliert sind, können sie sich unter dieser Moodleseite als Gast registrieren.

05.10.2023 Topologie von Oberflächen-Plasmon-Polaritonen mit ganz- und gebrochenzahligem Bahndrehimpuls

ACS Photonics 10, 3772–3780 (2023)
Oberflächen-Plasmon Polaritonen sind (vereinfacht dargestellt) Licht, das an Oberflächen gefangen ist. Genauer betrachtet koppeln bei Oberflächen Plasmon Polaritonen (SPPs) Schwingungen von Elektronen in einer geeigneten Metalloberfläche an ein elektrisches Feld, das sich dann in der Oberflächenebene wellenartig ausbreiten kann und spezifische Eigenschaften aufweist. Im Teilprojekt B06 des SFB 1242 werden SPPs mit Laserpulsen an strukturierten Gittern angeregt und auf einer Femtosekunden-Zeitskala in einem Photoemissionsmikroskop untersucht. In den letzten Jahren lag hierbei besonderes Augenmerk darauf, den SPP Wellen einen Drehimpuls aufzuprägen. Hierfür wird ein zirkular-polarisierter Laserpuls an eine geeignete Anregungsstruktur gekoppelt, in welcher der Photonenspin in einen Bahndrehimpuls konvertiert wird.  In der Vergangenheit wurden hierbei stehts ganzzahlige Werte l für den Drehimpuls l \hbar gewählt, in Analogie zur quantenmechanischen Drehimpulsalgebra. Nun hat Tim Davis von der Universität Melbourne, ein regelmäßiger Gast des SFB1242 und Mercator Fellow im Stuttgarter Graduiertenkolleg GRK 2642, in einer gemeinsamen Arbeit mit Harald Gießen (Universität Stuttgart)  und Frank Meyer zu Heringdorf von der UDE Situationen untersucht, in denen der Drehimpuls nicht ganzzahlig sondern gebrochenzahlig ist. Bei einer solchen Anregung entsteht ein überaus komplexes Feld, dessen topologischen Eigenschaften jetzt von Davis et al., ausführlich analysiert wurden.

30.05.2023 Inkommensurabilität und negative Wärmeausdehnung von einlagigem hexagonalem Bornitrid

Appl. Surf. Sci. 624, 157156 (2023))
Dass sich Materialien ausdehnen, wenn man sie erhitzt, lernen wir schon früh in der Schule; dass dies aber in der Quantenwelt völlig anders sein kann, wohl eher nicht. Ultradünne 2D-Materialien, wie hexagonales Bornitrid (kurz: hBN), ziehen sich unter Erhitzung zusammen, da sich große Phononenamplituden senkrecht zur Oberfläche ausbilden, die über den von Lifshitz beschriebenen Membraneffekt zur Kontraktion führen. In Kooperation mit dem ICAN an der UDE, ist es uns gelungen, dieses Zusammenziehen für hBN nachzuweisen. Dazu wurde mithilfe hochauflösender Elektronenbeugung der interatomare Abstand für verschiedene Wachstumstemperaturen bestimmt und ausgewertet. Es stellte sich schnell heraus, dass hexagonales Bornitrid ein hervorragendes Modellsystem für die physikalischen Phänomene in solchen 2D-Materialien darstellt, weshalb es auch zukünftig Objekt intensiver Forschung bleiben dürfte.    

25.04.2023 Bestimmung von Kopplungsenergien leicht gemacht

Phys. Rev. Lett. 130, 126203 (2023)
Die Si(001)-Oberfläche ist die vielleicht wichtigste Oberfläche der modernen Welt, werden auf ihr doch die allermeisten Computerchips produziert. Dennoch sind einige Materialeigenschaften der Oberfläche noch unbekannt. Durch Beobachtung des Ordnungs-Unordnungs-Phasenübergangs bei 190 K konnte eines der verbliebenen Rätsel nun aber gelöst werden. Die Auswertung der Reflexprofile in der Elektronenbeugung im Rahmen des zweidimensionalen Ising-Modells erlaubt die präzise Bestimmung der Kopplungsenergien zwischen den wesentlichen Strukturelementen der Oberfläche, sogenannten Dimeren. Die Ergebnisse konnten kürzlich im Fachjournal Physical Review Letters veröffentlich werden.

16.12.2021 Pacifichem 2021 in Honolulu

Die Tagung sollte eigentlich vom 16.-21. Dezember auf Hawaii stattfinden. Tat sie auch – leider nur virtuell. Den Vortrag zur Ultraschnellen Elektronenbeugung gibt es hier.

Skizzen des Anregungsmechanismus für dicke und dünne Schichten / © M. Horn-von Hoegen

31.08.2021 Atome schwingen im Gleichtakt

Appl. Phys. Lett. 119, 091601 (2021)
Der ballistische Transport heißer Ladungsträger limitiert die Anregungsamplitude kohärenter optischer Phononen im Halbmetall Bismut. Dabei konnte ein internationales Konsortium von Forschern aus New York, Stanford, Waterloo, Cincinetti, Paris, Brasilien und Duisburg durch Variation der Schichtdicke von Bismut Filmen die freie ballistische Weglänge zu 35 nm bestimmen. Ausgewertet wurden Reflektivitätsoszillationen mittels sogenannter Pump-Probe Experimente bei denen die periodische Bewegung der Atome mit einer Frequenz von knapp 3 THz direkt verfolgt werden konnte. Die Publikation wurde vom Editor als „Editors Pick“ ausgezeichnet.

26.08.2021 Phononen total reflektiert

Nano Lett. 21, 7145–7151 (2021)
Wie werden ultradünne Filme ihre Wärme los? Dieser – auch für die moderne Halbleitertechnologie relevante Frage – ging die Forscherin Anja Hanisch-Blicharski mittels ultraschneller Elektronenbeugung nach. Nur wenige atomare Lagen dicke epitaktische Bismuth Schichten auf einem Silizium Einkristall dienten als Untersuchungsobjekt. Die Phononen als Quasiteilchen der Wärme werden bei der Transmission durch die atomar glatte Grenzfläche dem Brechungsgesetz nach Snellius folgend gebrochen. Da die Schallgeschwindigkeit in Bi um den Faktor fünf geringer ist als in Silizium kommt es zur Totalreflexion für Einfallswinkel größer als 20° und der Film hört auf, sich weiter abzukühlen. Streuprozesse unter den Phononen wirken dann als Flaschenhals für das weitere Abkühlen des Bismuth Film

21.06.2021 Neues Single-Path Interferometer

Um die zeitliche Stabilität des plasmonischen Photoemissionsexperiments in Teilporjekt B06 weiter zu steigern hat das Graduiertenkolleg des SFB 1242 einen Antrag von M.Sc. Pascal Dreher zur Beschaffung eines Single-Path Interferometers unterstützt. Im Teilprojekt wurde schon in der Vergangenheit ein Interferometer genutzt um einlaufende femtosekunden Laserpulse in Pulspaare zu unterteilen, bei denen eine sub-femtosekunden Zeitverzögerung zwischen den beiden Pulsen kontrolliert eingestellt werden konnte. Als Besonderheit werden bei dem jetzt beschafften Gerät die Laserpulse nicht mehr - wie bislang - räumlich getrennt, was die Stabilität bis in den sub-Attosekundenbereich hinein steigert und Experimente ermöglicht, die bislang völlig undenkbar waren.

17.06.2021 Dem Mysterium auf der Spur

Appl. Phys. Lett. 118, 241902 (2021)
Zig-tausende Mal untersucht aber bisher niemandem aufgefallen: Graphen und auch andere 2D-Materialien zeigen in der Beugung von Elektronen einen bisher unverstandenen sehr breiten glockenförmigen Beitrag auf. Diese diffuse Intensität kann nicht auf Unordnung oder Defekten basieren da diese „Bell Shaped Component“ auch für die perfektesten 2D-Materialien zu beobachten ist. Marko Kriegel und Karim Omambac haben dies jetzt auch für zwei weitere Systeme nachgewiesen. Die möglichen Erklärungen reichen von Heisenbergs Unschärferelation über quantenmechanische Nullpunktsschwingungen bis zu lokalisierten inelastischen Anregungen: Vorschläge sind willkommen…

© M. Petrovic

29.04.2021 Borophene schiebt Stufenkanten beiseite

ACS nano 15, 7421 (2021)
Ellenbogenmentalität bei einem zweidimensionalen Material: Durch Segregation aus dem Iridium Substrat konnte Karim Omambac ein-atomige Lagen aus Bor herstellen – sogenanntes Borophen. Störende Stufenkanten des Substrats schiebt das Material dabei einfach aus dem Weg! Die Ergebnisse konnten im hoch angesehenen Fachjournal ACSnano veröffentlicht werden.
Pressemitteilung der UDE

02.11.2020 17.11.2020 DFG-Infoveranstaltung

Der Vertrauensdozent unserer Universität – Prof. Dr. Michael Horn-von Hoegen – gibt am 17. November 2020 ab 14:00 Uhr per Videokonferenz anlässlich der zusammen mit SSC veranstalteten DFG-Infoveranstaltung wieder Tipps und Tricks zur Erstantragsstellung bei der DFG. Danach findet das Individual Coaching in einzelnen Zoom Workshops bis 18 Uhr statt. Den Vortrag finden Sie hier.

Doktorand D. Janoschka hatte während der Online-Konferenz die Gelegenheit, seine Forschungen zur Vektor-Mikroskopie als Video-Poster zu präsentieren
M.Sc. D. Janoschka / © D. Janoschka

30.09.2020 David Janoschka präsentiert Video-Poster auf der LEEM/PEEM 11.5 Konferenz

Link zum Video auf Youtube
Während der Pandemie sind viele Konferenzen zu einem Online-Format übergegangen. Dies gilt auch für die alle zwei Jahre stattfindende LEEM/PEEM-Konferenz, deren Schwerpunkte die Mikroskopie mit langsamen Elektronen und die Photoemissionsmikroskopie sind. Doktorand David Janoschka hatte während der Online-Konferenz die Gelegenheit, seine Forschungen zur Vektor-Mikroskopie als Video-Poster zu präsentieren. Folgen Sie dem Link, um sein Poster zu sehen und eine Reise in unser Femtosekunden-Mikroskopielabor zu unternehmen.

Bild: Grafische Darstellung eines optischen Skyrmions, zu einem Zeitpunkt bei dem das elektrische Feld im Zentrum aus der Oberfläche herauszeigt. Die Breite des Bildes entspricht etwa einer Plasmonen-Wellenlänge von 780 Nanometern.
Vektormessung an einem optischen Skyrmion / © F.J. Meyer zu Heringdorf

24.04.2020 Vektormikroskopie bei SCIENCE

Science 368 (2020)
Die Dauer ihrer Momentaufnahme verhält sich zu einer Sekunde wie eine Sekunde zum Alter des Universums: Zusammen mit dem australischen Wissenschaftler Tim Davis und der Arbeitsgruppe von Harald Gießen in Stuttgart haben Physiker vom Center for Nanointegration der Universität Duisburg-Essen (CENIDE) mit der ultraschnellen Vektormikroskopie eine Möglichkeit entwickelt, elektrische Felder an Oberflächen zeitlich und räumlich hochaufgelöst zu bestimmen. Diese Methode wurde genutzt, um erstmals die Dynamik von optischen Skyrmionen in der Zeit nachzuverfolgen. Das renommierte Fachmagazin „Science“ veröffentlicht in seiner aktuellen Ausgabe diesen Durchbruch in der Nanooptik.

10.01.2020 Nur ein Hauch von Gold…

Phys. Rev. Lett. 124, 016102 (2020)
Durch Selbstorganisation von weniger als einer einzigen Atomlage von Gold lassen sich auf einer gestuften Silizium-Oberfläche nahezu perfekte Atomdrähte herstellen. Bei tiefen Temperaturen bilden dabei die Siliziumatome der Stufenkanten ein perfekt angeordnetes zweidimensional wechselwirkendes Gitter. Bei höheren Temperaturen heben thermisch generierte Paare von Solitonen und Antisolitonen die perfekte Ordnung oberhalb von 100 K auf. Dabei kommt es zum Verlust der Ketten-Ketten-Ordnung, wodurch ein dimensionaler 2D→1D Übergang ausgelöst wird. Der fundamentale Mechanismus konnte durch die Beobachtung im Experiment, die analytische Beschreibung und durch Simulation nachvollzogen und in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht werden.

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