Freigeist-Fellowships der VolkswagenStiftungPhysikerin wird zur Umwandlung von Licht in Elektrizität forschen

3. September 2019, von MIN-Dekanat

Foto: UHH/Ohme

Als eine von neun Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern hat die Physikerin Dr. Daria Gorelova ein Freigeist-Fellowship der VolkswagenStiftung erhalten und wird an der Universität Hamburg mit ihrem Projekt "Seeing excitons in motion" zur Dynamik von sogenannten Exzitonen forschen. Dafür erhält sie eine Förderung von rund 1,2 Millionen Euro für sechs Jahre.

Stoffe, deren elektrische Leitfähigkeit sich abhängig von den äußeren Bedingungen ändert, nennt man Halbleiter. Wenn in einem solchen Halbleiter Licht auf ein Elektron trifft, wird dieses dazu anregt, ein höheres Energielevel zu erreichen und hinterlässt auf dem vorherigen Level eine positive Ladung, die auch als „Loch“ bezeichnet wird. Das angeregte und negativ geladene Elektron wird durch die positive Ladung des „Lochs“ angezogen und geht mit diesem eine Bindung ein, die als Exziton bezeichnet wird. Dieses besitzt die Fähigkeit, sich durch den Halbleiter fortzubewegen und die Anregungsenergie so zu transportieren.

Das genaue Verständnis über die Entstehung und die Bewegungen von Exzitonen ist besonders für die Entwicklung neuer Methoden zur Umwandlung von Licht in Elektrizität von Bedeutung. Um dieser Bewegung zu folgen, benötigt man Methoden, die eine zeitliche Auflösung von Femtosekunden – das sind Billiardstel (10^-15) einer Sekunde – besitzen. Gleichzeitig muss eine räumliche Auflösung von weniger als ein Nanometer – ein Milliardstel (10^-9) eines Meters – möglich sein.

Im Rahmen des Freigeist-Fellowship der VolkswagenStiftung wird Dr. Daria Gorelova vom Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY an die Universität Hamburg wechseln und solche Methoden entwickeln. Zusammen mit ihrem Team will sie untersuchen, wie ultraschnelle Lichtimpulse die Bewegung von Exzitonen messen können. Das Projekt wird neuartige Experimente konzipieren, die neue Perspektive für Erneuerbare-Energieforschung eröffnen. Ihre Forschungsarbeiten wird Gorelova am Fachbereich Physik der Universität Hamburg durchführen und dabei auch mit den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Exzellenzclusters „CUI: Advanced Imaging of Matter“ und des Sonderforschungsbereichs 925 „Light induced dynamics and control of correlated quantum systems“ zusammenarbeiten.

Mit den Freigeist-Fellowships, die jährlich vergeben werden, bekommen die geförderten Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler die Möglichkeit, an einer gastgebenden Universität ihr eigenes Forschungsprojekt zu realisieren. Dabei werden laut VolkswagenStiftung vor allem jene Projekte gefördert, die sich „zwischen etablierten Feldern bewegen“ und im positiven Sinne risikobehaftet sind. Ziel der Stiftung ist es, einen substanziellen Beitrag zur Etablierung verlässlicher Karrierewege für die kommende Forschungsgeneration zu leisten. Das Gesamtfördervolumen für die neun geförderten Projekte liegt in diesem Jahr bei rund zehn Millionen Euro.