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Der Absolvent des h_da-Studiengangs Optotechnik und Bildverarbeitung Martin Mittendorff hat einen fotovoltaischen Detektor auf der Basis von Graphen entwickelt, der extrem kurze Lichtimpulse registrieren kann. Erstmals kann somit ein ultraschneller Detektor einen Spektralbereich von drei Größenordnungen abdecken – das heißt vom sichtbaren Bereich bis zu Infrarotlicht. Mittendorff hat die Entwicklung in der Fachzeitschrift „Optics Express“ vorgestellt. An der Publikation ist ein internationales Team von Autoren beteiligt, zu dem auch Prof. Dr. Joachim Ohser vom Fachbereich Mathematik und Naturwissenschaften der h_da zählt.
Der Detektor mit nur einem Hundertstel Millimeter Durchmesser kann einfallende Lichtpulse der Länge von 40 Pikosekunden, also Billionstel einer Sekunde, registrieren. Entscheidend für den Forschungserfolg Mittendorffs ist die Verwendung von Graphen: Diese Kohlenstoffmodifikation hat sich als attraktives optoelektrisches Material mit großem Potenzial in der Anwendung erwiesen. Zwar gibt es bereits Detektoren mit vergleichbaren Eigenschaften. Diese funktionieren jedoch nur bei Kühlung auf extrem niedrige Temperaturen, während die Neuentwicklung bei Raumtemperatur arbeiten kann.
Mit dem Detektor lässt sich präzise untersuchen, welche Prozesse in Halbleitern unter Lichteinwirkung ablaufen. „Der Detektor kann deshalb einen signifikanten Beitrag zur Entwicklung moderner elektronischer Bauelemente wie zum Beispiel Solarzellen leisten“, erläutert Prof. Dr. Joachim Ohser vom Fachbereich Mathematik und Naturwissenschaften der Hochschule Darmstadt. „Zudem kann mit dem neuen Detektor das Timing von ultrakurzen Laserpulsen beliebiger Wellenlänge gemessen werden.“ Das verleihe der Entwicklung moderner Lasertechnologie neue Impulse. Ohser betreute bereits gemeinsam mit seinen Kollegen des Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) die Doktorarbeit Mittendorffs, die dieser im Jahr 2013 mit der Bestnote „summa cum laude“ abgeschlossen hatte. Die Arbeit Mittendorffs, heute Postdoc an der University of Maryland, legte die Grundlage für die Entwicklung des Detektors.
An der Weiterentwicklung waren neben Mittendorff und Ohser auch Wissenschaftler aus Dresden, Marburg, Regensburg und den USA beteiligt. Im Oktober 2010 hat Mittendorff sein Studium der Optotechnik und Bildverarbeitung an der h_da abgeschlossen. Der damalige Student hatte bereits seine Abschlussarbeit am HZDR geschrieben. Danach bewarb er sich dort um eine Promotionsstelle in einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Forschungsprojekt. Dabei hatte er sich gegen Mitbewerberinnen und Mitbewerber von Universitäten durchgesetzt. Am HZDR wird der optische Universaldetektor genutzt, um die beiden Freie-Elektronen-Laser des ELBE-Zentrums für Hochleistungs-Strahlenquellen exakt mit anderen Lasern zu synchronisieren.
Ansprechpartner für die Medien:
Prof. Dr. Joachim Ohser
Hochschule Darmstadt
Fachbereich Mathematik und Naturwissenschaften
Telefon: +49 6151 16-8655
E-Mail: joachim.ohser@h-da.de
Graphen-Detektor
Martin Mittendorff
None
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars
Physics / astronomy
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
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