Dr. Sergey Kruk untersucht Verhalten und Anwendung von Licht in kleinsten Dimensionen
Viele moderne Technologien stützen sich auf Licht. In verschiedensten Bereichen profitieren wir bereits heute von lichtbasierten Technologien wie bei Verschlüsselungsmethoden oder der Datenübertragung. Dr. Sergey Kruk von der Australian National University erforscht das Verhalten und die Anwendung von Licht in kleinsten Dimensionen. Für seine exzellente Arbeit in der Nanophotonik hat der australische Wissenschaftler nun ein Forschungsstipendium für Postdoktorand*innen im Rahmen der Marie-Sk?odowska-Curie-Ma?nahmen des Europ?ischen F?rderprogramms ?Horizont 2020“ erhalten und sich entschieden, für sein Projekt an der Universit?t Paderborn zu arbeiten. Mit dem Stipendium unterstützt die Europ?ische Kommission überdurchschnittlich qualifizierte Wissenschaftler*innen aus der ganzen Welt, die am Anfang ihrer wissenschaftlichen Laufbahn stehen, bei ihren Forschungsvorhaben in Europa. Die Bewerber*innen w?hlen ihr Vorhaben und ihre Gastgeber dabei selbst. Bei den Marie-Sk?odowska-Curie-Ma?nahmen stehen neben der wissenschaftlichen Exzellenz der Forschungsprojekte die internationale und sektorübergreifende Mobilit?t sowie die Ausbildung der gef?rderten Forscher*innen im Fokus. Für die n?chsten zwei Jahre forscht Kruk in der Arbeitsgruppe ?Ultraschnelle Nanophotonik“ von Prof. Dr. Thomas Zentgraf in Paderborn. Mit seiner Arbeit auf dem Gebiet der sogenannten nichtreziproken Nanooptik m?chte der australische Wissenschaftler einen Beitrag zu neuen optischen Bauelementen für die optische Telekommunikation und Quanteninformationsverarbeitung leisten.
?Die Photonik unterliegt zurzeit revolution?ren Ver?nderungen, die durch neue technische M?glichkeiten bei der Nanostrukturierung von optischen Materialien sowie neuen Konzepten angetrieben wird“, sagt Prof. Dr. Zentgraf. ?Wir konnten bereits viele neue optische Effekte mithilfe von nanophotonischen Elementen realisieren – beispielsweise komplexe holographische Bildgebung oder spezielle Strukturen, die die Lichtausbreitung in einem optischen Chip auf engstem Raum erm?glichen“, so der Physiker weiter. Eine gro?e Herausforderung sei es jedoch nach wie vor, eine sogenannte nichtreziproke Lichtausbreitung bei diesen kleinen Dimensionen zu erreichen. Zentgraf erkl?rt: ?W?hrend das Licht bei einer reziproken Lichtausbreitung den gleichen Weg rückw?rts wie vorw?rts durch eine Struktur gehen kann, ist eine nichtreziproke Lichtausbreitung vergleichbar mit einer Einbahnstra?e, bei der sich Licht nur in eine Richtung ausbreiten kann.“ Nichtreziprozit?t in der Optik ist eine besondere Eigenschaft bei der Lichtausbreitung, die dazu führt, dass Licht unterschiedliche Materialeigenschaften wahrnimmt, wenn sich die Richtung des Lichts umkehrt. Ein Beispiel w?re eine Glasscheibe, die von einer Seite transparent ist und das Licht passieren l?sst, von der anderen Seite aus betrachtet aber wie ein Spiegel wirkt und das Licht reflektiert. In seinem Forschungsprojekt m?chte Kruk solche nichtreziproken optischen Elemente mit einer Frequenzumwandlung kombinieren. Dabei komme es an den Nanostrukturen zu einer zus?tzlichen ?nderung der Wellenl?nge des Lichts, wie Kruk erkl?rt. ?Auf diese Weise l?sst sich das für das menschliche Auge unsichtbare infrarote Licht gleichzeitig in sichtbares Licht umwandeln. Solche Nanostrukturen haben das Potential, zu neuartigen optischen Materialien zu führen, die für rein optische Schalter zum Schalten von Licht, z. B. bei optischen Computerchips, eingesetzt werden k?nnen.“
Weitere Informationen zu den Marie-Sk?odowska-Curie-Ma?nahmen: https://ec.europa.eu/research/mariecurieactions/
