Arbeitsgruppe Starkfeld-Nanophysik

Mission unserer Forschung

Wie wirkt Licht, wenn es auf Materie trifft? Ziel unserer Forschung ist es, durch ein detailliertes mikroskopisches Verständnis der relevanten Vorgänge die Antwort auf diese Frage zu finden. Die Forschung der Arbeitsgruppe „Starkfeld-Nanophysik“ ist dabei auf ultraschnelle und hochgradig nichtlineare lichtinduzierte Prozesse in endlichen Systemen fokussiert. Unsere Forschungsschwerpunkte sind:

  • Endliche Vielteilchensysteme in starken Feldern
  • Attosekunden Nanophotonik
  • Ultraschnelle diffraktive Bildgebung

Sowohl intensive Lichtfelder mit genau einstellbarem Feldverlauf als auch ultrakurze, intensive Röntgenpulse eröffnen heute ungeahnte Möglichkeiten zur Steuerung und Abbildung von komplexen lichtinduzierten Prozessen. Wir wollen verstehen, wie die Wellenform von Lichtpulsen zur Steuerung kollektiver elektronischer Dynamik auf der Zeitskala einer einzigen optischen Schwingung genutzt werden kann, wann Korrelationseffekte die Materiedynamik beeinflussen und in welchem Fall klassische Dynamik oder Quanteneffekte dominieren. In diesem Kontext interessiert uns vor allem, wie die Ausbreitung elektromagnetischer Felder diese Prozesse beeinflusst. Das Ziel, die führenden Antwortprozesse als Funktion der Laserfrequenz vom Infraroten bis hin zum Röntgenbereich zu entschlüsseln und Wege zur Einzelschuss-Bildgebung mit Röntgenlicht zu finden, die Auflösungen im Attosekunden- und Nanometerbereich ermöglicht, treibt unsere Arbeit an. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, entwickeln wir Vielteilchen-Simulationsmodelle und nehmen die Starkfeld-Nanophysik von Nanopartikeln, Nanoplasmen und nanostrukturierten Festkörpern damit "unter die Lupe".

Mit besten Grüßen,
Prof. Dr. Thomas Fennel und das gesamte SNP Team


Aktuelles

2023

14.11.2023

Gratulation zum Doktortitel

Im Juli 2023 hat die Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät der Universität Rostock Benjamin Liewehr (M.Sc.) den Grad eines Dr. rer. nat. verliehen.

Sein Dissertationsprojekt über ultraschnelle Nanoplasma-Dynamik in Dielektrika ist eng mit der Forschung auf dem Gebiet der Starkfeldphysik und Attosekundenforschung innerhalb des SFB 1477 "Licht-Materie-Wechselwirkung an Grenzflächen" verbunden. Unmittelbar nach Abschluss seiner Dissertation fand er eine spannende Anstellung in der Industrie und ist derzeit bei der Liebherr MCCtec Rostock GmbH tätig.

Wir gratulieren!

 

Dienstbier et al., Nature 616 (2023)

26.04.2023

Kontrolliert getunnelt

Wie kurz kann das Zeitfenster sein, in dem Elektronen durch ein Lichtfeld gesteuert aus Metallen freigesetzt werden können? Diese für zukünftige elektronische Schaltungen essenzielle Frage konnten wir in einer gemeinschaftlichen experimentellen und theoretischen Studie zusammen mit Wissenschaftlern aus Erlangen und Konstanz mit Hilfe eines Tricks beantworten. Durch eine extrem präzise einstellbare Überlagerung von zwei verschiedenen Laserfeldern ist es erstmals gelungen, das Tunneln von Elektronen aus Metallen bis auf wenige zehn Attosekunden genau zu vermessen und die ultraschnelle elektronische Quantendynamik zu steuern. Die Erkenntnisse könnten elektronische Signalverarbeitung ermöglichen, die bis zu eine Million Mal schneller ist als heutige Technik und wurde kürzlich veröffentlicht (Dienstbier et al., Nature 616, 702-706 (2023)).

Kim et al., Nature 613 (2023)

25.01.2023

Elektronen auf der Überholspur

Eine gemeinschaftliche Studie mit der Arbeitsgruppe von Prof. Goulielmakis zur Erzeugung und Messung des bisher kürzesten Elektronenpulses wurde in Nature (Kim et al., Nature 613, 662-666 (2023)) veröffentlicht. Der Puls wurde mit Hilfe von Lasern erzeugt, die Elektronen aus einer winzigen Metallspitze herauslösen, und dauerte nur 53 Attosekunden, also 53 Milliardstel einer Milliardstel Sekunde. Die Studie stellt einen neuen Geschwindigkeitsrekord bei der künstlichen Kontrolle elektrischer Ströme in festen Materialien auf und eröffnet neue Möglichkeiten für die Verbesserung der Performance von Elektronik und Informationstechnologien sowie für die Entwicklung neuer wissenschaftlicher Methoden zur Visualisierung von Phänomenen im Mikrokosmos bei ultimativen Geschwindigkeiten.

2022

21.12.2022

M.Sc. Elisabeth Anne Herzig erhält Fakultätspreis

Als beste Absolventin des Masterstudiums mit Abschluss im Jahr 2022 am Institut für Physik wurde Frau Frau M.Sc. Elisabeth Anne Herzig mit einem Fakultätspreis der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät ausgezeichnet.

Herzlichen Glückwunsch!

30.11.2022

Dr. Lennart Seiffert erhält Lehrpreis

Ein Lehrpreis der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät für das Wintersemester 2020/2021 wurde an Dr. Lennart Seiffert verliehen. Der Preis prämiert sehr gute Leistungen in der Lehre und wird vom Dekan der MNF Prof. Dr. Klaus Neymeyr sowie Studiendekan Prof. Dr. Wolfram Seidel überreicht.

Herzlichen Glückwunsch!

25.05.2022

Dr. Christian Peltz erhält Lehrpreis

Ein Lehrpreis der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät für das Wintersemester 2020/2021 wurde an Dr. Christian Peltz verliehen. Der Preis prämiert sehr gute Leistungen in der Lehre und wird vom Dekan der MNF Prof. Dr. Klaus Neymeyr sowie Studiendekan Prof. Dr. Wolfram Seidel überreicht.

Herzlichen Glückwunsch!

21.04.2022

Übersichtsartikel: Starkfeld-Physik mit Nanokugeln

Übersichtsartikel zur Starfeld-Physik mit Nanokugeln bei Advances in Physics: X veröffentlicht.

20.04.2022

Femtosekunden-aufgelöste Bildgebung lasergetriebener Nanoplasma-Expansion

Studie zur Bildgebung lasergetriebener Nanoplasma-Expansion mit Zeitauflösung von wenigen Femtosekunden bei New Journal of Physics veröffentlicht.

01.03.2022

Jana Mütze nimmt ihre Arbeit auf

Wir begrüßen Jana Mütze als neue Teamassistenz für Forschung und Lehre sehr herzlich im SNP-Team!

01.01.2022

Sonderforschungsbereich 1477 LiMatI gestartet

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat auf ihrer Sitzung am 24.11.2021 die Einrichtung des neuen Soderforschungsbereich 1477 LiMatI (Light-Matter Interactions at Interfaces) der Universität Rostock bewilligt. Das Ziel für die nächsten Jahre ist die Erforschung der Licht-Materie-Wechselwirkung an Grenzflächen.

2021

21.12.2022

M.Sc. Richard Altenkirch erhält Fakultätspreis

Als bester Absolvent des Masterstudiums mit Abschluss im Jahr 2021 am Institut für Physik wurde Herr M.Sc. Richard Altenkirch mit einem Fakultätspreis der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät ausgezeichnet.

Herzlichen Glückwunsch!

23.09.2021

Prof. Fennel übernimmt Leitung des Fachverbands Atomphysik der DPG

In der Mitgliederversammlung des Fachverbands Atomphysik der Sektion SAMOP der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) am 23.09.2021 wurde ein neuer Vorstand gewählt. Prof. Thomas Fennel (bislang Stellvertreter) übernimmt die Leitung des Fachverbands von Prof. Gerhard Paulus (Jena). Neuer Stellvertreter ist Prof. Matthias Wollenhaupt (Universität Oldenburg).

02.08.2021

Auswirkung von Ladungswechselwirkung auf die Starkfeld-Photoemission von Nanospitzen

Studie zum Einsetzen von Ladungswechselwirkungs-Effekten bei der Starkfeld-Photoemission von metallischen Nanospitzen bei Nanophotonics veröffentlicht.

31.05.2021

Vielen Dank von Herzen an Cathleen Lawrenz

Cathleen Lawrenz hat die Starkfeld-NanophysikerInnen als Teamassistentin seit 1. April 2020 mit Energie, Kreativität und Herz durch die schwere See der Pandemiezeit begleitet und wichtige Impulse bei der Administration der Gruppe und bei der Organisation von Forschung und Lehre gesetzt. So gern hätten wir Dich bei uns behalten, verstehen aber Deine Entscheidung, nun Deinen eigenen beruflichen Weg zu gehen. Wir wünschen Dir dafür Erfolg, Mut und ganz sehr viel Kraft, um Menschen beizustehen, die Dich brauchen!

Mit lieben Grüßen von Herzen,
Dein SNP Team.

28.04.2021

Benjamin Liewehr erhält Lehrpreis

Der Lehrpreis der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät für das Wintersemester 2020/2021 wurde an Benjamin Liewehr verliehen. Der Preis prämiert sehr gute Leistungen in der Lehre und wird vom Dekan der MNF Prof. Dr. Klaus Neymeyr sowie Studiendekan Prof. Dr. Wolfram Seidel überreicht.

Herzlichen Glückwunsch!

03.02.2021

Buchbeitrag veröffentlicht

Unser Beitrag "Fundamentals and Mechanisms of Vacuum Photoionization" von Passig,  Zimmermann und Fennel ist nun als Buchkapitel im aktuellen Wiley Buch "Photoionization and Photo-Induced Processes in Mass Spectrometry: Fundamentals and Applications" von Zimmermann und Hanley (Editoren) erschienen.

 

2020

11.11.2020

Jonas Apportin beginnt seine Promotionstätigkeit

Jonas Apportin hat erfolgreich seine Masterarbeit zum Thema "Propagation von ultrakurzen, stark fokussierten Laserpulsen in nichtlinearen Medien mithilfe der FDTD Methode" verteidigt und nun seine Promotionstätigkeit in der AG aufgenommen.

Herzlichen Glückwunsch und viel Erfolg!!

 

23.10.2020

Studie zur ultraschnellen Metallisierung von Nanokugeln aus Quarzglas publiziert

Wie schnell kann ein transparenter Festkörper durch Lichteinstrahlung in ein Metall verwandelt werden? In einer aktuellen Kollaboration des SNP-Teams mit einem internationalen Wissenschaftlerkonsortium wurde diese Frage nun für Nanokugeln aus Glas beantwortet. Die Studie, die nun bei ACS Photonics veröffentlicht wurde, beschreibt die experimentelle Beobachtung dieses Vorgangs und liefert die theoretische Erklärung der zu Grunde liegenden Physik. 

15.10.2020

Elisabeth Anne Herzig schließt Bachelorarbeit ab

Frau Herzig hat am 15.10.2020 mit dem Kolloquium ihre Bachelorarbeit zum Thema „Modellierung und Analyse der Einflüsse von Stößen auf das Attosekunden-Streaking an Festkörpern“ erfolgreich abgeschlossen. Bereits in der Bachelorarbeit hat sich Frau Herzig damit einem hochaktuellen Thema mit direktem Bezug zur Forschungsarbeit der AG gewidmet und erhält für ihre Arbeit die Note 1.0.

Herzlichen Glückwunsch!

30.09.2020

Paul Tümmler beginnt seine Promotion

Mit der am 30.09.2020 durchgeführten Verteidigung hat Paul Tümmler seine Masterarbeit zum Thema "Approximate description of single shot X-ray scattering from free nanoparticles including multiple scattering" erfolgreich abgeschlossen. Am 1.10.2020 hat er seine Promotionsarbeit für das Landesexzellenzprojekt NEISS im Rahmen einer Kooperation der Institute Chemie und Physik begonnen.

Viel Erfolg!

29.06.2020

Licht aus dem Inneren des Tunnels

Studie zur Erzeugung Harmonischer niedriger Ordnung durch den Tunnelstrom bei Nature Physics veröffentlicht.

29.06.2020

XFEL Jahresbericht mit vorläufigen Ergebnissen vom SQS Instrument erschienen

Der XFEL Jahresbericht 2019 mit vorläufigen Ergebnissen zu Streuexperimenten an superfluiden Heliumtropfen ist erschienen. Die Studien erfolgten am SQS Instrument des XFEL unter Beteiligung der AG Starkfeld-Nanophysik.

Link zum Bericht (siehe Seite 20)

24.04.2020

Diffraktive Abbildung ultraschneller quantenkohärenter Elektronendynamik

Studie zur Abbildung von quantenkohärenter Elektronendynamik in Heliumtropfen mit Einzelschussbeugung in J. Phys. Photonics veröffentlicht.

01.04.2020

Cathleen Lawrenz nimmt die Arbeit auf

Wir begrüßen Cathleen Lawrenz als Teamassistenz für Forschung und Lehre sehr herzlich im SNP-Team!

27.02.2020

2. Phase der Heisenberg-Professur bewilligt

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft bewilligt die Förderung der Heisenberg-Professur Starkfeld-Nanophysik von Prof. Thomas Fennel für die 2. Phase. 

23.01.2020

Antrittsvorlesung von Prof. Dr. Thomas Fennel am 6. Februar, 17 Uhr

Die MNF lädt ein zur Antrittsvorlesung von Prof. Thomas Fennel am 6. Februar, 17 Uhr im Großen Hörsaal des Instituts für Chemie, Albert-Einstein-Str. 3a.

Das Thema der Vorlesung " Nichtlineare Elektronendynamik in optischen Nahfeldern – Perspektiven für lichtgetriebene Schalter, hochpräzise Materialmodifikation, und holographische Einzelschuss-Bildgebung in der Nanowelt".

Link zur Ankündigung

2019

22.11.2019

B.Sc. Richard Altenkirch: Kohärente Röntgenholographie an freien Nanoteilchen

Richard Altenkirch präsentiert als Jahrgangsbester bei der feierlichen Zeugnisübergabe in der Aula die Ergebnisse seiner Bachelorarbeit im Rahmen eines Vortrages. 

Herzlichen Glückwunsch!

Link zur ausführlichen Meldung

04.07.2019

Ehrendoktorwürde für Professor Paul B. Corkum

Anlässlich des 600-jährigen Jubiläums der Universität Rostock wurde Professor Paul B. Corkum von der University of Ottawa am 4. Juli 2019 mit der Ehrendoktorwürde der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Rostock ausgezeichnet. Seine bahnbrechenden Arbeiten zur Licht-Materie-Wechselwirkung auf der Attosekunden-Zeitskala haben die Attosekundenphysik als neues Forschungsfeld begründet und entscheidend geprägt.

Link zur Veröffentlichung
Pressemitteilung SVZ
Pressemitteilung idw

16.01.2019

Annahme der Heisenberg Professur

Professor Thomas Fennel hat den Ruf auf eine Heisenberg-Professur „Starkfeld-Nanophysik“ angenommen. Er forscht am Institut für Physik der Universität Rostock auf dem Gebiet der ultraschnellen Licht-Materie-Wechselwirkungen. Im Rahmen der von der Deutschen-Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Professur beschäftigt sich sein Team insbesondere mit der Aufklärung und theoretischen Beschreibung der Wirkung extrem kurzer Laserblitze auf Nanostrukturen. 

Link zur Veröffentlichung