Licht nach Maß

Die Friedrich-Schiller-Universität Jena und die Australian National University in Canberra führen ihre Zusammenarbeit im Internationalen Graduiertenkolleg unter dem Titel »Tailored metasurfaces and metasystems for active light control« en (META-ACTIVE) fort. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Kolleg für weitere viereinhalb Jahre mit rund 5,5 Mio. Euro.

Im Mittelpunkt stehen aktive Metaoberflächen: nanostrukturierte Materialien, die Licht erzeugen, nachweisen und dynamisch steuern können. In der zweiten Förderphase erweitert das Kolleg sein Forschungsprogramm um neue Anwendungen, etwa in der Quantensensorik, Weltraumtechnologie und Strahlformung im extremen Ultraviolett. Zugleich bleibt die Ausbildung international vernetzter Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler ein zentrales Ziel.

Metaoberflächen als Schlüsseltechnologie der Photonik

Aktive Metaoberflächen gelten als vielversprechende Plattform für die Photonik der nächsten Generation. Sie können die Wechselwirkung von Licht mit Materie auf der Nanoskala gezielt verstärken und kontrollieren. Das eröffnet neue Möglichkeiten für kompakte Lichtquellen, programmierbare optische Bauelemente, Quantentechnologien und empfindliche Sensoren.

»META-ACTIVE verbindet neugiergetriebene Grundlagenforschung mit einem klaren Blick auf künftige Anwendungen«, sagt Prof. Dr. Isabelle Staude von der Universität Jena, Sprecherin des Kollegs. »In der zweiten Förderphase wollen wir aktive Metaoberflächen zu umfassenden optischen Metasystemen weiterentwickeln und zugleich junge Forschende in einem außergewöhnlich internationalen Umfeld ausbilden.«

Forschung zwischen Jena und Canberra

An META-ACTIVE sind in Jena vor allem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Jena beteiligt, hinzu kommen das Leibniz-Institut für Photonische Technologien und das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik. Auf australischer Seite wirken 16 Forschende der Australian National University mit. Geleitet wird das Kolleg von Prof. Dr. Isabelle Staude in Jena und Prof. Dr. Dragomir Neshev in Canberra.

Inhaltlich knüpft die zweite Förderphase an bisherige Ergebnisse des Kollegs an. So ist es den Forschenden unter anderem gelungen, winzige optische Strukturen so zu gestalten, dass sie Licht gezielt erzeugen, formen und steuern können. Solche Metaoberflächen könnten künftig helfen, besonders kompakte Lichtquellen, empfindlichere Sensoren oder neue Bauteile für Quantentechnologien zu entwickeln.

Internationale Ausbildung als Kern des Kollegs

Neben der Forschung steht die Qualifizierung von Forschenden in frühen Karrierephasen im Zentrum. Das bestehende Dual-PhD-Abkommen zwischen Jena und Canberra hat dazu beigetragen, gemeinsame Ausbildungsstandards zu etablieren und eine eng vernetzte transkontinentale Graduiertenschule aufzubauen. Geplant sind weiterhin gemeinsame Betreuung, binationale Aktivitäten, Kurse zu Schlüsselkompetenzen und längere Forschungsaufenthalte im Ausland.