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Forschung mit ultradünnen Schichten

Prof. Dr. Carsten Busse ist neu im Department Physik der Universität Siegen und beschäftigt sich mit experimenteller Nanophysik, speziell mit ultradünnen Schichten. Diese könnten in Zukunft zum Beispiel für Computerchips oder Touchscreens verwendet werden.

Die größten wissenschaftlichen Durchbrüche seiner Karriere seien Überraschungen gewesen, sagt Prof. Dr. Carsten Busse. Seine Entscheidung für die Uni Siegen war keine. Busse kommt ursprünglich aus Olpe und lebt dort auch seit zwölf Jahren wieder, zusammen mit seiner Frau und inzwischen drei Kindern. In der Vergangenheit ist er an die Universitäten in Köln, Bochum und zuletzt Münster gependelt. „Es war schon ein Stück weit Heimatverbundenheit, dass ich mich hier beworben habe“, erzählt er, „aber das Angebot war auch gut, die Stelle ist sehr attraktiv.“ Carsten Busse hat seit dem 30. August 2017 eine Professur im Department Physik der Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Universität Siegen inne. Er beschäftigt sich mit experimenteller Nanophysik und dort speziell mit ultradünnen Schichten. Dazu gehört zum Beispiel Graphen, eine Form des Kohlenstoffs, deren Struktur aussieht wie Bienenwaben.

„Graphen ist so dünn, wie man es sich überhaupt nur vorstellen kann, es hat nämlich nur die Dicke eines Atoms“, erklärt Busse, „Ich gehe grundlegenden Fragen nach, zum Beispiel wie man diesen besonderen Stoff in höchster Qualität herstellen kann.“ In welchen Bereichen diese ultradünnen Schichten in Zukunft angewendet werden können, ist noch nicht ganz klar, aber das ist für den Wissenschaftler auch nichts Neues: „Bei kaum einem neuartigen Material war die Anwendung vorher schon klar. Wir haben hier viele Möglichkeiten für alles, was klein sein soll – Schaltkreise und Computerchips zum Beispiel.“ Graphen könnte aber auch zur Weiterentwicklung von Touchscreens beitragen, wie Prof.  Busse erläutert: „Graphen vereint zwei wichtige Eigenschaften: Es ist ein elektrischer Leiter und es ist durchsichtig. Das ist ganz wichtig bei Displays mit Touch-Funktion, die zurzeit noch aus keramischem Material hergestellt werden. Graphen wäre deutlich günstiger – und sogar biegsam.“

Das klingt vielversprechend, der Weg dorthin birgt aber noch viele Ungewissheiten. „Die Eigenschaften der Materialien können sich auch noch komplett ändern“, so Busse. „Wenn Strom fließt, brauchen die Elektronen zum Beispiel Platz, um sich auszubreiten. Bei einer so dünnen Schicht verhalten sie sich vielleicht ganz anders.“ Er hofft, in einem Jahr an drei Vakuum-Apparaturen Oberflächenforschung betreiben zu können. „Das beste Vakuum, das es im Siegerland je gab“, erzählt der Physiker und lacht. Der Druck in den Maschinen ist geringer als der im Weltall. Zurzeit wird am Emmy-Noether-Campus aber noch umgebaut, damit neue Labore eingerichtet werden können. „Wir brauchen eine sehr gute Schwingungsdämpfung, aber dafür eignet sich ein älteres, massives Gebäude oft besonders gut“, erklärt Prof. Busse.

Busse hat nach seinem Abitur in Olpe in Bonn studiert und währenddessen ein Auslandssemester in Edinburgh absolviert. Nach seiner Promotion in Aachen war er an der Universität Aarhus in Dänemark tätig. Es folgten Stationen in Köln und Bochum, zuletzt war er am Institut für Materialphysik der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster beschäftigt.

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