Ressort Presse

• von Dr. Alexandra Nießen
• 28.01.2021

Sie leisten mehr, als ihre Winzigkeit vermuten lässt. Moleküle könnten künftig nicht nur zu den kleinsten elektronischen Bauteilen von Geräten werden. „Sie helfen uns, die Physik auf der Nanoskala zu verstehen“, sagt Dr. Manuel Gruber. Der neue Juniorprofessor für Bildgebung kondensierter Materie in der Zeitdomäne erforscht an der UDE-Fakultät für Physik unter anderem, wie ultraschnelle Prozesse einzelner Nanoobjekte dargestellt werden können.

„Besonders interessiert mich, wie sich die Form und der Spin von Molekülen, die etwa ein Nanometer (0,000 000 001 Meter) groß sind, auf einer Zeitskala von einigen Pikosekunden (0,000 000 000 001 Sekunde) bis zu wenigen Nanosekunden (0,000 000 001 Sekunde) verändert“, sagt der 33-Jährige. ‚Spin‘ ist eine quantenmechanische Größe, aus der sich die Eigenschaften von Magneten ergeben. Manuel Gruber zeigte als einer der ersten, wie sie kontrolliert in einzelnen Molekülen manipuliert werden kann.

Die Moleküle wird Gruber mit der Rastertunnelmikroskopie untersuchen. Und sich dafür warm anziehen müssen. Sie verläuft bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt. „Erst dann kann ich die Nanoobjekte einzeln beobachten und alle minimalen Änderungen zeitweise aufnehmen und identifizieren“, erklärt er. Derzeit sind sie im Wesentlichen unbekannt. Zudem möchte der junge Professor herausfinden, wie ein Molekül reagiert, wenn es für kurze Zeit ein zusätzliches Elektron beherbergt, beispielsweise beim Durchfluss von Strom. „Davon erwarte ich, dass eine neue, spannende Physik herauskommt“, schmunzelt der gebürtige Franzose.

Welche und wie die Prozesse in Nanoobjekten ablaufen, ist nicht nur für die Grundlagenforschung wichtig. „Je mehr wir darüber wissen, desto einfacher ist es, neue Moleküle mit gewünschten Eigenschaften zu konzipieren. Dann könnten wir bestimmen, was sie tun und wie schnell“, so Gruber. Dies dürfte auch für die Materialwissenschaften und Industrie interessant sein. 

Manuel Gruber absolvierte zwei Physikstudiengänge mit Auszeichnung an den Universitäten Louis Pasteur (2005-08) und Straßburg (2010/11), wo er zudem einen ausgezeichneten Ingenieurtitel (2008-11) erwarb, der in Frankreich als Elite-Hochschulabschluss gilt. 2014 promovierte er an der Universität Strasbourg und am Karlsruher Institut für Technologie. Seit 2015 war er Projektleiter an der Universität Kiel. Seine Forschung wurde mehrfach gefördert und ausgezeichnet.

Grubers Professur für Bildgebung kondensierter Materie in der Zeitdomäne gehört zu dem vom Bund aufgelegten Programm zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses (WISNA). Es soll jungen Wissenschaftler*innen einen transparenten und planbaren Weg in die Professur auf Lebenszeit bieten.

Weitere Informationen:
Jun.-Prof. Dr. Manuel Gruber, Fakultät für Physik, Tel. 0203/37 92558, manuel.gruber@uni-due.de

Redaktion: Alexandra Nießen, Tel. 0203/37 9-1487, alexandra.niessen@uni-due.de