AG Cluster
und Nanostrukturen
Physik
Optik und Laserphysik
Nichtlineare Optik (Mitschke)
Theoretische Quantenoptik (Vogel) Halbleiteroptik (Stolz)
Quantenoptik makroskopischer Systeme (Scheel) Cluster und Nanostrukturen (Meiwes-Broer) Molekulare Dynamik (Lochbrunner)
Theoretische Clusterphysik (Fennel) Theoretische Molekülphysik (Kühn) Experimentelle Quantenoptik (Hage) Physik der Nanomaterialien
Oberflächen- und Grenzflächenphysik (Fr. Speller) Neue Materialien (Burkel)
Polymerphysik (Schick)
Nano- und Biomaterialien (Gerber) Physik der Teilchen und Felder Quantentheorie (Bauer)
Statistische Physik (Redmer)
Elementarteilchenphysik (PD Waldi)
Forschung am Institut
Physik der Atmosphäre und der Ozeane (Leibniz-Institute)
Atmosphärenphysik (Lübken, Becker)
Physikalische Ozeanografie (N.N.,
Burchard)
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Physik
die meisten Arbeiten unserer AG sind im Sonder- forschungsbereich angesiedelt
Starke Korrelationen und kollektive Phänomene im Strahlungsfeld:
Coulombsysteme, Cluster und Partikel
DFG-SFB 652
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Physik
Gemeinsame Klammern
Optische Eigenschaften von Nanoteilchen
Quantenzustände aus Licht und Materie
relativistische
Vielteilcheneffekte
Bose-Einstein-Kondensation
Zusammenführung von Aspekten der Optik und Materialwissenschaften
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Strahlungsfelder
Optische Lasersysteme
Leistungsdichten bis 1016 W/cm2
Lichtpulse moduliert in Amplitude und Phase Femtosekundenlaser
asymm. Pulse /2 , few cycle (in Kooperation) Manipulierte Strahlung
schmalbandige cw-Laser
nicht-klassisches Licht
perspektivisch bis keV (X-FEL) FLASH bis
hv
=260 eVFreie-Elektronen-Laser (FEL)
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Physik
Experimente am Freie-Elektronenlaser in Hamburg
Multi Ionization of Metal Clusters by Strong Femtosecond Light Pulses
Laserspektroskopie an Clustern in
Heliumtröpfchen als ‚Nano-Kühlschränke‘
bei 0.4 K
Coulombexplosion im intensiven Laserfeld (Nanoplasmaphysik)
Themen der AG
Laserexperimente für technische Anwendungen
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Beispiel:
Lichtenergie 25 mJ Pulslänge 50 fs
entspricht
P=500 Gigawatt
Leistung von etwa 9 Mill. Autos
Höchste Leistungen
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F E
L
A u s ba u s
tuf
e
Photonenenergien 20 bis 260 eV
Neue Effekte im
Zusammenspiel von Licht und Materie
Freie Elektronen Laser
FLASH im HASYLAB bei DESY in Hamburg Quelle
Experimente
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the new hemispherical photoelectron
energy analyzer
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die Farbe von Clustern
Größe eines Ag
100in einem
Tröpfchen aus einer Million He Atomen
Herstellung im Labor
0.4 Kelvin
Aufsammeln von Silberatomen Plasma-Clusterquelle
Helium-Tröpfchen
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2-Photonen-Ionisation Ag
8Diederich et al. J Chem. Phys. 116, 3263 (2002) Federmann et al. Eur. Phys. J D 9, 11 (1999)
[Farbe]
[Stärke der Farbe]
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Cluster
Gigawatt-Laserpuls
in starken Laserpulsen
Pulslänge: 100 Femtosekunden
Leistungsdichte bis 10.000 Gigawatt pro cm
2 Minuatur-Plasmen
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Kontrollierte Explosion durch Licht
kollektive Schwingung der Elektronen
Resonanzfrequenz ist abhängig von der Größe
ganz neue Wissenschaft
Wirkung von fs-Laserlicht auf Nanoteilchen Na
55t
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Institut für Physik
800 nm,
Laser parameters:
I = 1012 ... 1014 W/cm2
pulse 80 fs, Elaser 70 meV
brightness photoelectron yield
spot position R photoelectron momentum adjustable kinetic energy detection range
work by Slawomir Skruszewicz
velocity map imaging
spectrometer VMI
Energy spectrum shows signatures of above threshold ionization Peaks are spaced by photon energy
Rich structure in angular-resolved spectrum
Enhanced emission in direction of laser polarization axis Each ring has own fingerprint
Change in parity of outgoing electron wave
Imaging Spectra Angle-Integrated Spectra
raw deconvoluted by an
onion peeling algorithm I=1.6 x 1013 W/cm2
I=2.2 x 1013 W/cm2 I=3.8x 1013 W/cm2 I=7.5 x 1013 W/cm2
even - l parity wave
odd –l parity wave Xe
above-threshold ionization in Xenon atoms
I=1.6 x 1013 W/cm2
I=3.8x 1013 W/cm2
Angular pattern changes as function of laser intensity
Imaging Spectra
raw deconvoluted
raw deconvoluted
Angle-Integrated Spectra
above-threshold ionization in Xenon atoms
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Verknüpfungen mit anderen Aktivitäten an der Hochschule im
Department Life, Light & Matter
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Neuron einer Ratte auf einem FET M.
Voelker, P. Fromherz small 1 (2005) 206-210
und Biomedizin
Life, Light & Matter
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in eigener Sache Forschung als Hobby:
‚Angewandte Aerodynamik‘
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'Angewandte Aerodynamik'
Segelfliegen kann man auch in Rostock Infos unter www.fcrostock.de
oder bei mir
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unser freundliches Team
Michael Kelbg Slawomir
Skruszewicz Lev Kazak Dzimitry Komar
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a) b)
4
TEM images of a single 10nm (a) and 19nm (b) Co cluster after deposition
Aufgabenbereich I:
Erzeugung von Nanoteilchen und Transmissions-Elektronenmikroskopie
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Aufgabenbereich II:
Experiment zur Untersuchung von Clustern mit dem Freie Elektronen Laser
i) Charakterisierung der neuen Clusterquelle mit dem Quadrupol-Massenspektrometer ii) Cluster in der Paulfalle
iii) Simulation der Hochfrequenz-Ionenführung und der -Falle iv) Programmieraufgaben zur Messsoftware
mögliche Bachelorthemen
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Aufgabenbereich III:
Erzeugung und Charakterisierung von Laser-Nanoplasmen
i) Gesteuerte Photoemission mit asymmetrischen Femtosekunden-Laserpulsen - Charakterisierung mit dem VMI
i) XUV-Strahlung aus Laser-angeregten Wasserstofftröpfchen (Laborlaser und FLASH Hamburg)
i) Programmieraufgaben zur Messsoftware
Michael Kelbg Slawomir
Skruszewicz Dzimitry Komar
mögliche Bachelorthemen
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