Photonik und Quantendetektion

Die Arbeitsgruppe IR-Strahlungsdetektion beschäftigt sich mit der Erforschung und Entwicklung von Messmethoden, Materialien und Komponenten im Kontext Infraroter Strahlung (IR).

Detektion 

Thermoelektrische Sensoren sind robuste, kompakte und passive photonische Sensoren. 

Ihr Einsatzgebiet erstreckt sich vom sichtbaren Licht über das Infrarote bis in den oberen Terahertz (THz)-Bereich, wobei der Schwerpunkt im IR liegt. Sie bilden die Grundlage für effiziente Messsysteme im IR und benötigen keine separate Energieversorgung zur Erzeugung des Messsignals. Dahinter steht das Konzept der Thermosensorik: Thermische Sensoren nutzen durch Strahlung erzeugte Wärme bspw. zur präzisen und berührungslosen Temperaturmessung, Gasdetektion oder Infrarotspektroskopie. Hierfür erforschen und entwickeln wir geeignete Materialien, z.B. effiziente Thermoelektrika und Absorber und Entwerfen maßgeschneiderte Sensorstrukturen. 

Typische Sensoren weisen eine hohe Linearität über fünf Größenordnungen auf. Dies ist insbesondere für Kompaktspektrometer relevant, die ein großes Potential für lebenswissenschaftliche Anwendungen haben und in den Bereichen Umwelt, Gesundheit und Medizintechnik eingesetzt werden. Aber auch im Weltraum kommen sie zum Einsatz.

Leben

Wir erforschen optische Konzepte bspw. zur IR-Gasanalytik in der Medizin, Biochips zur Bindung von Biomolekülen zur effizienten optischen Charakterisierung, und Komponenten für die Thermometrie und Spektroskopie in der Weltraumanwendung. 

Bioimpedanz-Sensoren (PolCarr®-Chips) sind kompakte, siliziumbasierte Sensoren für wenige Mikroliter Testflüssigkeit. Sie stellen die Grundlage für eine lokalisierte, selbstorganisierte Anhaftung polarisierbarer biologischer Spezies in Flüssigkeiten auf Chiplevel zur Untersuchung ihrer Interaktion mit Licht bis hin zu Einzelphotonen dar. 

Die Anhaftung und Polarisierbarkeit biologischer Spezies und organischer Proben wird nach Trocknung mittels infrarotspektroskopischer Methoden untersucht. Mit der Photoinduzierten Rasterkraftmikroskopie (PiFM) ist dies mit extrem hoher Ortsauflösung (ca. 10 nm) möglich.

Interesse geweckt? Wir freuen uns über Anfragen zur Zusammenarbeit, insbesondere auch im Rahmen von Bachelor- und Masterarbeiten.