Nano-Optik und ultraschnelle Dynamik

Wir untersuchen die strukturelle und elektronische Dynamik in Festkörpern, Nanostrukturen und Oberflächen. Hierfür entwickeln wir neuartige experimentelle Werkzeuge auf der Basis kurzer, laserinduzierter Elektronenpulse. Wir betreiben anspruchsvolle Experimente, die hohe räumliche und zeitliche Auflösung verbinden, wie ein Ultraschnelles Transmissionselektronenmikroskop (UTEM) und Ultraschnelle Niederenergie-Elektronenbeugung (ULEED).
Weiterhin beschäftigen wir uns mit der Beobachtung und optischen Kontrolle stark nichtlinearer Prozesse in metallischen Nanostrukturen sowie der ultraschnellen magnetischen Abbildung mittels extrem ultravioletter Strahlung.

Ultraschnelle Transmissions­elektronen­mikroskopie

Das Göttinger Ultraschnelle Trans­missions­elektronen­mikroskop (UTEM) basiert auf einer lasergetriebenen Feldemitter-Photokathode, die Elektronenpulse einer Dauer von Femto- bis Attosekunden erzeugt. Das UTEM ermöglicht Untersuchungen der nanoskaligen strukturellen, elektronischen und magnetischen Dynamik in Festkörpern auf ultraschnellen Zeitskalen.

Ultraschnelle Niedrig­energie-Elektronen­beugung

Die Ultraschnelle Niederenergie-Elektronen­beugung (Ultrafast Low-Energy Electron Diffraction, ULEED) erlaubt die Beobachtung ultraschneller Strukturdynamik mit hoher Ober­flächen­empfindlichkeit. Die nano­strukturierte Elektronen­quelle unseres ULEED-Aufbaus ermöglicht eine besonders hohe Impulsauflösung des Beugungssignals.

Spektroskopie mit hoher harmonischer Strahlung

Die Erzeugung hoher Harmonischer (High Harmonic Generation, HHG) stellt extrem-ultraviolette Femtosekunden-Lichtimpulse für zeitaufgelöste Messungen in Festkörpern bereit. Unsere polarisationskontrollierten HHG-Quellen werden genutzt für die ultraschnelle Abbildung magnetischer Strukturen sowie die Spektroskopie korrelierter Materialien.

Projektförderung und Zusammenarbeit

ULEED: Observing structural dynamics at surfaces with Ultrafast Low-Energy Electron Diffraction

ERC Starting Grant within "Horizon 2020"
Projektdauer: 2015-2020

SFB 1073 "Atomic Scale Control of Energy Conversion"

SFB Projekte A05, C04
(Erste und zweite Förderperiode: 2013-2021)

SFB 755 "Nanoscale Photonic Imaging"

SFB Projekt C08
(Projektdauer: 2011-2019)

DFG Schwerpunktprogramm 1840 "Quantum Dynamics in Tailored Intense Fields"

Projekt "Coherent interactions of strong optical near-fields with free and weakly bound electrons"
(Erste Förderperiode: 2015-2018)