Quantum Nanoscience (PGI-3)

Im Vorfeld des Internationalen Jahres der Quantenwissenschaften und -technologien 2025 wird der Jülicher Quantensensor des PGI-3 im Quantenblog der Zeitschrift physicsworld als eines der Highlights des Jahres 2024 genannt.

Das Forschungszentrum Jülich hat Dr. Anja Meier mit dem Exzellenzpreis ausgezeichnet. Im Rahmen ihrer Doktorarbeit hat die Chemikerin die so genannte Photoemissions-Orbitaltomographie (POT) entscheidend weiterentwickelt. Mit der Technik lassen sich chemische Eigenschaften von Molekülen nun deutlich umfangreicher analysieren, außerdem ist sie vielseitiger einsetzbar als zuvor.

„Kann ein molekularer Quantenpunkt auf der STM-Spitze die Oberflächenpolarisierbarkeit abbilden?“ Für die Beantwortung dieser Frage wurde Stefan Schulte, Doktorand am PGI-3, auf der Konferenz „spin based quantum science and technology (spinQueST) 2025“ in Ascona, Schweiz, mit dem spinQueST-Preis für junge Wissenschaftler ausgezeichnet. In seinem Poster zeigt er, wie der resonante Transport durch eine mit einem organischen Molekül (NTCDA) funktionalisierte STM-Spitze Orbitalstrukturen und die Geometrie der Spitze offenbart und dass die Elektron-Phonon-Kopplung die Empfindlichkeit des mit Molekülen funktionalisierten STM erhöht, wodurch letztlich eine Polarisierbarkeitskarte der NTCDA-Schichten auf der Probe entsteht, die „dunkle“ Moleküle mit einer höheren Ladungsdichteverteilung verbindet. Übersetzt mit DeepL.com (kostenlose Version)

Jeden Donnerstag stellen Wissenschaftler des FZJ ihre Arbeit in einer Webkonferenz vor. Am 5. Juni 2025 wurde Dr. Taner Esat vom PGI-3 eingeladen, einen Vortrag über „Lego mit Atomen und Molekülen“ zu halten. In diesem Vortrag erklärt er seine Arbeit auf eine Art und Weise, die auch für Laien leicht verständlich ist. Eine Aufzeichnung des Vortrags (in deutscher Sprache) finden Sie im Internet.

Dr. Taner Esat wurde ausgewählt, um beim diesjährigen Symposium der physikalischen Wissenschaften auf der Bühne zu stehen. Dies ist eine seltene Gelegenheit, seine Forschung einem angesehenen Fachpublikum vorzustellen und neue Verbindungen und Kooperationen zu fördern. Esat wird sein bahnbrechendes Projekt am 8. November 2024 bei den Next Generation Researcher Pitches in Berlin vorstellen.

Der Photoemissionsanalysator der nächsten Generation, NanoESCA MARIS, ermöglicht sowohl Impuls- als auch Realraum-Spektroskopie. Das Instrument wurde vor Weihnachten geliefert und schließlich im Februar 2024 von einem Experten von Scienta Omicron am PGI-3 installiert. Von nun an werden die Wissenschaftler des PGI-3 im Rahmen des ERC Synergy Projekts "Orbital Cinema" Experimente zur Photoemissions-Orbital-Tomographie durchführen.

Der Physiker Dr. Taner Esat vom Forschungszentrum Jülich ist mit dem "Gerhard Ertl Young Investigator Award 2022" ausgezeichnet worden. Der nach dem deutschen Nobelpreisträger und Oberflächenphysiker benannte Preis würdigt junge Wissenschaftler für herausragende Leistungen in der Oberflächenforschung.

Unglaublich schnelle Quantenprozesse und chemische Reaktionen in höchster Auflösung zu beobachten: Das ist das Ziel des Projekts „Orbital Cinema“, für das Physiker des koordinierenden Forschungszentrums Jülich und der Universitäten in Marburg, Regensburg und Graz heute einen der begehrten Synergy Grants des Europäischen Forschungsrats (ERC) erhalten haben.

In einem wissenschaftlichen Durchbruch hat ein internationales Forscherteam des deutschen Forschungszentrums Jülich und des koreanischen IBS Center for Quantum Nanoscience (QNS) einen Quantensensor entwickelt, der in der Lage ist, winzige Magnetfelder auf der atomaren Längenskala zu erkennen. Mit dieser Pionierarbeit geht ein lang gehegter Traum von Wissenschaftlern in Erfüllung: eine MRT-ähnliches Werkzeug für Quantenmaterialien. Dr. Taner Esat vom Peter Grünberg Institut (PGI-3) in Jülich erklärt, was es damit auf sich hat.

Dr. Jun Huang und Dr. Taner Esat vom Forschungszentrum Jülich erhalten jeweils vom Europäischen Forschungsrat (European Research Council – ERC) einen mit bis zu 1,5 Millionen Euro dotierten ERC Starting Grant für ihre Forschung in den Bereichen elektrochemische Energieumwandlung (Huang) und Quanteninformatik sowie Quantensensorik (Esat). Mit den ERC Starting Grants fördert der Europäische Forschungsrat herausragende Wissenschaftler:innen in einer frühen Karrierephase für innovative Vorhaben in der Grundlagenforschung. Die Anträge werden ausschließlich nach dem Kriterium der wissenschaftlichen Exzellenz beurteilt. Inzwischen hat das Forschungszentrum 26 ERC Grants eingeworben – als Starting, Consolidator, Advanced und Synergy Grant.

Im Vorfeld des Internationalen Jahres der Quantenwissenschaften und -technologien 2025 wird der Jülicher Quantensensor des PGI-3 im Quantenblog der Zeitschrift physicsworld als eines der Highlights des Jahres 2024 genannt.