Forschung:

Strukturen und Materialien auf der Nanoskala weisen viele neue und aufregende physikalische Phänomene auf, die unsere Gruppe zu verstehen und zu quantifizieren versucht. Unsere Interessen reichen von der Erforschung des Innenlebens plasmonischer Systeme an Metall-Dielektrikum-Grenzflächen oder plasmonischen Nanostrukturkristallen aus Edelmetallen bis hin zur Herstellung und Charakterisierung von niedrigdimensionalen Materialien wie Graphen, Übergangsmetall-Dichalcogeniden (TMDs) und Kohlenstoff-Nanoröhren (CNTs). Insbesondere wollen wir wissen, wie solche Materialien auf Licht reagieren und mit diesem interagieren. Ebenso interessiert uns wie diese besonderen Eigenschaften für die Nanophotonik genutzt werden können.

Bei der Arbeit mit plasmonischen Nanostrukturkristallen wollen wir die Art der Licht-Materie-Kopplung verstehen, bei der die Kopplungsstärke die Verluste des Systems übersteigt - ein wichtiger Aspekt, der für optische Geräte auf Polariton-Basis zu berücksichtigen ist. In diesem Zusammenhang wollen wir auch die plasmonische Anregung von Nano-Oligomeren mit zylindrischen Vektorstrahlen untersuchen. Dies ermöglicht uns die Anregung von über- und unterstrahlenden Anregungsmoden, die in der maßgeschneiderten Spektroskopie oder als Laser im Nanomaßstab Anwendung finden könnten.

Das Interesse an TMDs hat in den letzten Jahren erheblich zugenommen, da sie zu einer Vielzahl verschiedener Materialien mit neuartigen physikalischen Eigenschaften bei geringer Dimensionalität kombiniert werden können. Sie können zu Halbleitern mit Bandlücke kombiniert werden, die bei Raumtemperatur exzitonische Zustände beherbergen können, oder zu Materialien, die Phänomene wie Moiré-Physik, Tal-Pseudospin- und Spin-Orbit-Effekte aufweisen. Unsere Gruppe hat sich zum Ziel gesetzt, diese Materialien zu untersuchen und zu charakterisieren, insbesondere die Licht-Materie-Wechselwirkungen mit exzitonischen Zuständen.

Kohlenstoff-Nanoröhren sind seit langem ein Forschungsgebiet unserer Gruppe und werden es auch weiterhin sein. Wir sind daran interessiert, die schwingenden und optischen Freiheitsgrade in CNTs zu erforschen und herauszufinden, wie diese Effekte verstärkt werden können. Darüber hinaus sind wir sehr daran interessiert, die Anwendbarkeit und Nutzung von CNTs zu erweitern, indem wir funktionalisierte Einheiten kontrolliert an CNTs anbringen, ohne ihre inhärenten Eigenschaften zu zerstören. Diese funktionalisierten Einheiten können beispielsweise als photomolekulare Schalter dienen, um bestimmte Eigenschaften wie Fluoreszenz ein- und auszuschalten. Ferner untersuchen wir, wie sich das Einbringen von Molekülen oder anderen CNTs in einwandigen CNTs auswirkt und wie sich dadurch ihre grundlegenden Eigenschaften verändern.

Des Weiteren forschen wir auf dem Gebiet des Wachstums und der Herstellung von 2D-Nanomaterialien auf Kohlenstoffbasis. Wir versuchen, verschiedene Arten von Nanostrukturen mit vorher festgelegten Eigenschaften auf sehr kontrollierte Weise zu züchten. Ein Beispiel dafür ist das kontrollierte Wachstum von Graphen unter Verwendung von Molekülen als Vorläufern anstelle von Kohlenstoffatomen.

Die AG Reich ist eine sehr gesellige und aufgeschlossene Arbeitsgruppe. Gerne begrüßen wir neue Mitglieder. Von Zeit zu Zeit grillen wir gerne auf der Dachterrasse des Fachbereichs oder genießen einen Drink bei tollen Gesprächen!