Loschmidt-Preis für Janine Schwestka und Lukas Mennel

Die Chemisch-Physikalische Gesellschaft zeichnet mit dem diesjährigen Loschmidt-Preis zwei Wissenschaftler_innen aus, die an atomar dünnen Materialien forschen.

Gruppenfoto von Friedrich Aumayr, Janine Schwestka, Hinrich Grothe, Lukas Mennel und Thomas Müller. Janine Schwestka und Lukas Mennel präsentieren ihre Urkunden.

Spätestens seit der Entdeckung von Graphen spielen zweidimensionale Materialien eine wichtige Rolle in der Forschung. Denn an atomar dünnen Schichten lassen sich grundlegende physikalische Prozesse oft besser beobachten und verstehen als dies an dreidimensionalen Materialien der Fall ist. Während Lukas Mennel im Rahmen seiner Dissertation den Einfluss von Deformation auf 2D-Materialien untersuchte, nutzte Janine Schwestka Graphen, um zu beobachten, wie Ionen das Material durchdringen. Beide Arbeiten erhielten den Loschmidt-Preis 2021, der herausragende Dissertationen aus den Bereichen Physik oder Chemie auszeichnet. Die Preisverleihung fand am 18. Oktober 2021 statt.

2D-Materialien, nichtlinear Optik und Optoelektronik

Atomar dünne Kristalle sind eine neue Klasse von Materialien, die einzigartige und neuartige Eigenschaften besitzen. Denn bei sehr kleinen Kristallen wirkt sich die Größe essenziell auf die physikalischen Eigenschaften aus. So hat die zweidimensionale Beschränkung der elektronischen Struktur in geschichteten, atomar dünnen Halbleitern eine Vielzahl an spezifischen physikalischen Effekten zur Folge. In seiner Dissertation beschreibt Lukas Mennel daher den Einfluss von mechanischer Deformation auf die nichtlinearen optischen Eigenschaften von 2D-Kristallen – ein Effekt, der für eine neuartigen Deformations-Messmethode genutzt wird. Zusätzlich verwendete Lukas Mennel elektrostatisch induzierte Dotierung in 2D-Halbleitern, um einen ultraschnellen Bildsensor zu realisieren, der wie ein künstliches neuronales Netz operiert.

Hochgeladene Ionen, Ladungsaustausch und ultra-dünne Festkörper

In vielen Gebieten der Physik spielt die Wechselwirkung von Ionen mit Oberflächen eine große Rolle, etwa bei der Kernfusion oder Materialanalyse. Um auf diesen Gebieten weitere Fortschritte zu erzielen, untersuchte Janine Schwestka die Wechselwirkung zwischen Ionen und Festkörpern. Von besonderem Interesse ist dabei die Oberfläche atomar dünner Materialien wie Graphen oder Schichtsysteme aus zwei unterschiedlichen 2D-Materialien. Denn mit einem Transmissionsexperiment lässt sich beobachten, welche Prozesse ablaufen, wenn ein Ion einzelne Atomlagen durchdringt. So konnte Janine Schwestka beobachten, wie Ladungsaustausch, elektronische Anregung und Energiedeposition ablaufen. Ein zentrales Ergebnis, das Janine Schwestkas Arbeit liefert: Die in einem Ion gespeicherte potenzielle Energie wird bereits in der ersten Lage des Festkörpers freigesetzt.

Die Preisträger_innen

Janine Schwestka und Lukas Mennel studierten Technische Physik an der TU Wien und schlossen ihr Promotion 2020 ab. Lukas Mennel promovierte am Institut für Photonik an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik. Betreut wurde er dabei von Thomas Müller. Während seines Doktorstudiums absolvierte er außerdem einen Forschungsaufenthalt am Massachusetts Institute of Technology (MIT), USA, wo er an der Realisierung von neuartigen Einzel-Photonen-Emittern arbeitete. Seit Abschluss seiner Promotion arbeitet Lukas Mennel im Rahmen des Graphene Flagships als Postdoc an der TU Wien.

Janine Schwestka promovierte am Institut für Angewandte Physik der TU Wien im Rahmen des Doktoratskollegs „TU-D Unravelling advanced 2D materials“. Betreut wurde sie dabei von Friedrich Aumayr und Richard Wilhelm. Im Anschluss an ihre Tätigkeit bei der TU Wien wechselte sie zur RUAG Space GmbH in Wien, dem führenden Zulieferer für die Raumfahrtindustrie in Europa. Dort arbeitete sie nun als Material- und Prozessingenieurin. 

Über den Loschmidt-Preis

Die Chemisch-Physikalische Gesellschaft, die den Loschmidt-Preis jährlich vergibt, ist eine Vereinigung mit großer Tradition: Bereits 1869 wurde sie von berühmten österreichischen Wissenschaftlern ins Leben gerufen, unter ihnen Josef Loschmidt, nach dem der Preis und die berühmte Loschmidt-Zahl benannt sind. Voraussetzung für eine Nominierung ist, dass die Arbeit im Bereich der Physik oder Chemie an einer österreichischen Hochschule angefertigt wurde. Der Preis ist mit 1.500 Euro dotiert.

Kontakt

Dr. Lukas Mennel
Institut für Photonik
Technische Universität Wien
+43 1 58801 387 85
lukas.mennel@tuwien.ac.at

Dr. Janine Schwestka
janine.schwestka@ruag.com

Text: Sarah Link