Ultraschnelles Tieftemperatur-UHV-Nahfeldmikroskop

Die Arbeitsgruppe Huber konnte in den letzten Jahren mit der erstmaligen Demonstration von Multi-Terahertz-Nahfeldmikroskopie mit Subzyklen-Zeitauflösung ein hochdynamisches Forschungsgebiet eröffnen. Allerdings ist das bisherige Konzept auf die Beobachtung von Proben in Umgebungsluft beschränkt. Für die systematische Anwendung in der Festkörperphysik ist es hingegen unerlässlich, dass auch Systeme bei tiefen Temperaturen und im Ultrahochvakuum untersucht werden können. Das beantragte Mikroskop wird genau dies leisten und damit ein neues Kapitel in der Nahfeldmikroskopie aufschlagen: Die raumzeitliche Beobachtung von Phasenübergängen verspricht neue Einblicke in Hochtemperatur-Supraleiter sowie Ladungs- und Spindichtewellen. Zudem sollen Polaritonen in van der Waals-gebundenen Festkörpern sowie auf topologischen Isolatoren im Temperaturbereich unter geringer Dämpfung direkt in der Zeitdomäne beobachtet werden. Die Dynamik und interne Struktur einzelner Exzitonen in Halbleiter-Quantenpunkten wird ebenso zugänglich wie die Dynamik der Ladungstrennung an Korngrenzen von Perovskit-Solarzellen. Das Großgerät ist daher von unmittelbarer Relevanz für die wissenschaftlichen Fragestellungen der laufenden Forschungsinitiativen. Weiterhin soll das Mikroskop für essenzielle Pilotprojekte für den bereits zur Förderung empfohlenen Forschungsbaus Regensburger Zentrum für Ultraschnelle Nanoskopie (RUN) eingesetzt werden.