Laser- und Röntgenphysik

Prof. Reinhard Kienberger

Forschungsgebiet

Our group aims at investigating processes inside atoms and molecules on the shortest timescale reached so far, the attosecond timescale. One attosecond is E-18 seconds and compares to one second like one second to the age of the universe. New insight into ever smaller microscopic units of matter as well as in ever faster evolving chemical, physical or atomic processes pushes the frontiers in many fields in science. The interest in these ultrashort processes is the driving force behind the development of sources and measurement techniques that allow time-resolved studies at ever shorter timescales.

Adresse/Kontakt

James-Franck-Str. 1
85748 Garching b. München
+49 289 12841
Fax: +49 289 12842

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Arbeitsgruppe

Professorinnen und Professoren

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

Lehrangebot der Arbeitsgruppe

Lehrveranstaltungen mit Beteiligung der Arbeitsgruppe

Titel und Modulzuordnung
ArtSWSDozent(en)Termine
Lasertechnik
Zuordnung zu Modulen:
VO 2 Kienberger, R. Zäh, M. Mittwoch, 13:00–14:30
Ultrafast Physics 1
Zuordnung zu Modulen:
VO 2 Iglev, H. Donnerstag, 12:00–14:00
Attosekundenmetrologie
Zuordnung zu Modulen:
HS 2 Kienberger, R.
Mitwirkende: Helml, W.Schultze-Bernhardt, B.
Montag, 15:00–17:00
Seminar über aktuelle Fragen der Kurzzeitphysik
Zuordnung zu Modulen:
PS 2 Iglev, H. Freitag, 10:00–12:00
Ultrafast Physics
Zuordnung zu Modulen:
HS 2 Iglev, H. Donnerstag, 10:00–12:00
Absolventenfeier
Diese Lehrveranstaltung ist keinem Modul zugeordnet.
KO 0.1 Kienberger, R.
Leitung/Koordination: Fierlinger, P.
einzelne oder verschobene Termine
Blockseminar Hochfeldphysik und ultraschnelle Prozesse
Zuordnung zu Modulen:
SE 2 Kienberger, R.
FOPRA-Versuch 13: Laser und nichtlineare Optik
Zuordnung zu Modulen:
PR 1 Kienberger, R.
Mitwirkende: Latka, T.Stallhofer, K.
Repetitorium Laser- und Röntgenphysik
Zuordnung zu Modulen:
KO 2 Kienberger, R. Montag, 14:00–16:00
Seminar über aktuelle Fragen der Attosekundenphysik
Zuordnung zu Modulen:
SE 2 Kienberger, R. Dienstag, 10:00–12:00

Ausgeschriebene Angebote für Abschlussarbeiten an der Arbeitsgruppe

Attosekunden-Spektroskopie an photokatalytischen Proben

In der Attosekundenphysik werden inneratomare und innermolekulare Prozesse auf der kürzesten bislang zugänglichen Zeitskala, der Attosekunden-Zeitskala (10-18 s) erforscht. Das Interesse an ultraschnellen Prozessen ist die treibende Kraft hinter der Entwicklung von Quellen für ultrakurze Lichtpulse und Messtechniken, die zeitaufgelöste Untersuchungen auf immer kürzeren Zeitskalen ermöglichen.
In Anrege-/Abfrageexperimente setzt ein kurzer Anregepuls schnellste Prozesse in Gang und ein Abfragepuls erfasst anschließend den Zustand des Systems zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Anregung. Für Prozesse in den inneren Schalen von Atomen ist eine Kombination aus hoher Photonenenergie und einer Pulsdauer im Sub-Femtosekunden-Bereich erforderlich. Diese Pulse werden in mehreren Schritten in einer neuen Attosekunden-Beamline erzeugt, die sich bereits im Endstadium des Aufbaus befindet. Das erste Experiment in diesen neuen Laboren wird derzeit durchgeführt.
Das nächste Projekt, für das diese Beamline konzipiert wurde, ist die Untersuchung der Elektronendynamik in photokatalytischen Prozessen. Bei der Photokatalyse werden oft Halbleiter-Proben genutzt, in denen zunächst Elektron-Loch-Paare (Exzitonen) durch die Absorption von Licht erzeugt werden. Nach der Erzeugung können diese Ladungsträger entweder im Festkörper rekombinieren oder durch Elektronentransfer an der Oberfläche mit der Umgebung reagieren. Die Effizienz dieser Ladungstrennung ist entscheidend für die Ausbeute der chemischen Reaktion, die durch die reaktiven Ladungsträger katalysiert werden soll. Ein Beispiel für eine solche Reaktion ist die chemische Spaltung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff.
Für die Steigerung der Effizienz von photokatalytischen Systemen ist es wichtig, die Lebensdauer der Exzitonen zu bestimmen, da diese entscheidend für die Elektronentransferrate zu den Reaktionsedukten ist. Konkret soll die Elektronendynamik in Wolframoxid (WO3)-Pulverproben und festen WO3–Fe2O3–Vielschichtproben mit zeitaufgelöster Attosekundenspektroskopie untersucht werden. Diese Experimente müssen in einer Ultrahochvakuum (UHV) - Umgebung durchgeführt werden, was besondere Herausforderungen an die Probenpräparation stellt.
Im Rahmen dieser Masterarbeit soll zunächst in Zusammenarbeit und mit der Expertise der Arbeitsgruppe von Prof. Horst Kisch (Universität Nürnberg-Erlangen) die Präparation der o.g. Proben für den Einsatz in einer bereits bestehenden Ultrahochvakuum-Experimentierkammer geplant und umgesetzt werden. Es folgen ein eventuell nötiger Umbau der Experimentierkammer und der Einbau dieser in die bestehende Beamline. Parallel dazu soll der Umgang mit der Beamline erlernt werden und am Schluss im Idealfall noch erste Messungen durchgeführt werden. Es erwarten Dich beste Rahmenbedingungen zur Verwirklichung deiner Forschung und ein motiviertes, junges Team.

geeignet als
  • Masterarbeit Physik der kondensierten Materie
  • Masterarbeit Applied and Engineering Physics
Themensteller(in): Reinhard Kienberger

Abgeschlossene und laufende Abschlussarbeiten an der Arbeitsgruppe

Attosecond Photoemisson Chronoscopy of Magnesium and Tungsten
Abschlussarbeit im Masterstudiengang Physics (Applied and Engineering Physics)
Themensteller(in): Reinhard Kienberger
Dynamics of the OH Stretching Mode in Cyclic Planar Water Trimers
Abschlussarbeit im Masterstudiengang Physics (Applied and Engineering Physics)
Themensteller(in): Reinhard Kienberger
Implementation and Characterization of an Attosecond Beamline
Abschlussarbeit im Masterstudiengang Physics (Applied and Engineering Physics)
Themensteller(in): Reinhard Kienberger
Modellierung von Doppelbrechung in monomodalen Lichtwellenleitern und deren Auswirkung auf den Polarisationszustand
Abschlussarbeit im Bachelorstudiengang Physik
Themensteller(in): Reinhard Kienberger
Ultrabroadband Enhancement Cavities for Nonlinear Optics
Abschlussarbeit im Masterstudiengang Physik (Physik der kondensierten Materie)
Themensteller(in): Reinhard Kienberger

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.