Im Rahmen des Programms für Doktoranden Scies4Free, das in Kooperation mit der TU Wien ins Leben gerufen wurde, starten zwei Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler ihre Forschung an der FH Wiener Neustadt (FHWN).
Niels Wernicke aus Deutschland und Malaika Waheed aus Pakistan werden an Projekten im Bereich hochpräziser Sensortechnologien arbeiten.
Die Forschungsarbeiten werden am Kompetenzzentrum für Custom Semiconductor Technology (CSCT) der FHWN durchgeführt, das eine hochmoderne Infrastruktur sowie Kooperationsmöglichkeiten mit internationalen Partnern bietet.
Physikalisches Forschungsdesiderat
Die Erforschung der kleinsten Teilchen und Signale eröffnet neue Perspektiven in der Physik.
Von der Suche nach Dunkler Materie, die den Großteil der Masse des Universums ausmacht, bis hin zu Quantensystemen, die eine sichere Informationsübertragung ermöglichen könnten – innovative Sensortechnologien spielen eine zentrale Rolle in diesen Forschungsfeldern.
Dunkle Materie und Quantenkommunikation
Niels Wernicke, Absolvent der Universität Wien mit einem Master in Physik, forscht an der Entwicklung eines Experiments zum Nachweis von Dunkler Materie. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Hochenergiephysik (HEPHY) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der Max-Planck-Gesellschaft sollen Silizium Sensoren in ein Experiment integriert werden, das die Signale einzelner Lichtteilchen oder Elektronen mit höchster Präzision messen kann.
Malaika Waheed bringt ihre Expertise aus dem Bereich der Elektrotechnik in die Forschung an der Schnittstelle zwischen Halbleitertechnologie und Quantensystemen ein. Ihr Projekt konzentriert sich auf die Kombination von ultradünnen Bor-Nitrid-Strukturen mit integrierten Wellenleitern, die in der Lage sind, einzelne Photonen gezielt abzugeben und etwa zur quantenverschlüsselten Übertragung von Information verwendet werden können. Dies könnte künftig sichere Internetverbindungen ermöglichen.
In Kooperation mit Sarah Bayer-Skoff von der TU Wien und den an der FHWN entwickelten halbleiterbasierten Einzelphotonen-Detektoren entsteht eine Plattform für integrierte und kommerziell umsetzbare Quantentechnologie.
Optimale Bedingungen dank hochmoderner Infrastruktur
Für die Umsetzung ihrer Forschungsarbeiten steht den PhD-Studierenden am Kompetenzzentrum für Custom Semiconductor Technology eine hochmoderne Infrastruktur zur Verfügung. Mit einem Kryostaten, der Materialien und Experimente auf 4 Kelvin, also -269,15°C herunterkühlt, können die Studierenden Messungen nahe dem absoluten Nullpunkt durchführen. Dadurch werden thermische Störungen reduziert und supraleitende Materialien können getestet werden.
„Unsere Infrastruktur schafft optimale Bedingungen für die Entwicklung neuer Sensortechnologien und Quantensysteme. Die enge Verbindung von Theorie und Praxis sowie die Zusammenarbeit mit international renommierten Forschungsinstituten ermöglichen den PhD-Studierenden, an Projekten mit hohem wissenschaftlichem und technologischem Mehrwert zu arbeiten,“ betonen Wolfgang Treberspurg und Christian Koller vom CSCT-Kompetenzzentrum der FHWN.
Bestrahlungsexperimente in Kooperation mit dem MedAustron, dem Atomreaktor der TU Wien und der Gamma-Quelle in Seibersdorf ermöglichen die Charakterisierung und Weiterentwicklung der Sensoren unter realistischen Bedingungen.
Zusätzlich bietet das Kompetenzzentrum Zugang zu spezialisierter Software für das Mikrochip-Design sowie die Möglichkeit, diese über das industrielle Netzwerk Europractice professionell fertigen zu lassen. Die modernen Labore für Aerospace-Technologien, Mikrosystemtechnik und Mechatronik stellen fortschrittliche Messgeräte, Fertigungsmöglichkeiten und hochpräzise Vakuumkammern bereit.
High-Tech-Forschungsstandort Österreich
Drei weitere PhD-Studierende im Scies4Free-Programm forschen an der TU Wien. Alexander Böhmer optimiert supraleitende Detektoren zur Messung Dunkler Materie in einem unterirdischen Labor. Dorian Sloot entwickelt KI-Algorithmen zur schnellen Datenverarbeitung für CERN-Experimente und Shreyas Gulhane arbeitet an hochpräzisen Quantensensoren mit ultrakalten Atomen. Die erfolgreiche Besetzung der fünf PhD-Stellen wird die Forschung in den Bereichen Sensortechnologie und Quantenphysik in Österreich weiter vorantreiben.
