2D Nanomaterialien für die Nanoskopie der Zukunft (NanoScopeFutur-2D)

Abstract

Im Rahmen der Nachwuchsforschungsgruppe NanoScopeFutur2D wurden grundlegende Aspekte und mögliche Anwendungsfelder von Übergangsmetalldichalcogenen (TMDCs) untersucht, insbesondere deren optische Eigenschaften für Gesundheitsanwendungen. Wichtige Ergebnisse umfassen: Integration in optische Systeme: TMDCs können in optische Systeme integriert werden, wobei skalierbare Methoden für kosteneffiziente Anwendungen im Gesundheitsbereich entwickelt wurden. Beispielsweise eignen sich TMDCs in optischen Fasern hervorragend zur Detektion von gesundheitsrelevanten Spurengasen wie NiO2. Nichtklassische Lichtquellen: Es wurden hochintegrierbare Einzelphotonenquellen und miniaturisierte Quellen für verschränkte Photonen auf Basis von TMDCs untersucht. Eine Sensitivitätssteigerung in der Interferometrie mittels dieser Einzelphotonenquellen wurde nachgewiesen. Lichtveredelung: TMDCs können Licht extrem effizient und kleinskalig verändern. Highlights sind die Demonstration einer faserintegrierten SHG-Quelle und polaritonisches Lasing. Anpassung des Teilprojekts TP A3: Die Eigenschaften von TMDC-Nanopartikeln entsprachen nicht den Erwartungen. Stattdessen wurden optisch aktive Nanolaminate und effiziente Einzelphotonenemitter in hexagonalem Bornitrid untersucht. Datei-Upload durch TIB Within the framework of the junior research group NanoScopeFutur2D, fundamental aspects and possible fields of application of transition metal dichalcogens (TMDCs) were investigated, in particular their optical properties for health applications. Key findings include: Integration with optical systems: TMDCs can be integrated with optical systems, with scalable methods developed for costeffective applications in the healthcare sector. For example, TMDCs in optical fibers are ideally suited for the detection of healthrelevant trace gases such as NiO2. Non-classical light sources: Highly integrable single photon sources and miniaturized sources for entangled photons based on TMDCs were investigated. An increase in sensitivity in interferometry using these single-photon sources was demonstrated. Light refinement: TMDCs can change light extremely efficiently and on a small scale. Highlights include the demonstration of a fiber-integrated SHG source and polaritonic lasing. Adaptation of subproject TP A3: The properties of TMDC nanoparticles did not meet expectations. Instead, optically active nanolaminates and efficient single-photon emitters in hexagonal boron nitride were investigated.