Bereich C: Nichtlineare Prozesse in kondensierter Materie

Direktor: Prof. Dr. T. Elsässer, Humboldt Universität zu Berlin

Der Bereich C wird geleitet von Prof. Dr. Thomas Elsässer, der als Professor für Experimentalphysik gemeinsam mit der Humboldt-Universität berufen wurde. Ultraschnelle Prozesse in kondensierter Materie und ihre technologische Anwendung bilden den Schwerpunkt der Forschung des Bereichs C. Die Dynamik von Gleichgewichtsfluktuationen und elementaren Anregungen werden in Festkörpern, insbesondere Halbleitern und Ferroelektrika, Nanostrukturen, molekularen Flüssigkeiten und hydratisierten Biomolekülen untersucht. Ziel ist ein physikalisches Verständnis von Prozessen und Wechselwirkungen auf atomarer und molekularer Ebene. Hierfür werden modernste Methoden der Ultrakurzzeitspektroskopie eingesetzt, darunter zweidimensionale Infrarot- und Terahertz-Spektroskopie mit einer Zeitauflösung im Femtosekundenbereich. Ein komplementäres Forschungsfeld sind photoinduzierte Strukturänderungen (poly)kristalliner Materialien, die mittels Röntgenbeugung und -absorption im Femtosekundenbereich sichtbar gemacht werden. Die Wirkprinzipien von Ultrakurzpuls-Lasern und ihre Umsetzung in neuartigen Lasersystemen, die Entwicklung neuartiger Kurzzeit-Meßverfahren und die Charakterisierung optoelektronischer Bauelemente sind Gegenstand der angewandten Forschung des Bereichs.

Der Bereich C besteht aus drei Abteilungen :

Abteilung Abteilungsleiter
C1Femtosekundenspektroskopie von molekularen SystemenErik Nibbering
C2FestkörperlichtquellenGünter Steinmeyer
C3Femtosekundenspektroskopie an FestkörpernMichael Wörner

 

Die Kompetenzfelder des Bereichs sind:

Experiment

  • Spektroskopie an Festkörpern und molekularen Flüssigkeiten im sub-50 fs Zeitbereich
  • Femtosekunden-Infrarotspektroskopie an Festkörpern und Molekülen einschließlich multidimensionaler Methoden
  • Femtosekunden-Röntgenbeugung und -absorption
  • Erzeugung von Femtosekundenimpulsen in diodengepumpten Festkörper- und Faserlasern und OPCPA-Systemen, Wellenlängenbereich 200 nm - 20 µm
  • Erzeugung intensiver Terahertz-Impulse und feldaufgelöste Charakterisierung
  • Erzeugung ultrakurzer harter Röntgenimpulse mit lasergetriebenen Laborquellen
  • Spektroskopische Techniken für Alterungs- und Verspannungsuntersuchungen in Laserdioden

Analyse und Simulation

  • Nichtlinearer Ladunsgtransport in Festkörpern bei hohen elektrischen Feldern
  • Zeitlich und räumlich aufgelöste Ladungsdichteverteilungen in Festkörpern
  • Nichtlineare zweidimensionale Infrarot- und Terahertzspektren

Im Rahmen der Forschungsstruktur des MBI beteiligen sich Wissenschaftler des Bereichs C an folgenden Projekten:

Eine enge Zusammenarbeit besteht auch zwischen

3.1 and project 2.1 Time-resolved XUV-science

3.1 and project 3.2 Solids and Nanostructures: Electrons, Spins, and Phonons