Die meisten wissenschaftlichen Veröffentlichungen zu meinen Forschungsaktivitäten fallen in den Bereich Festkörperphysik, insbesondere untersuchen wir elektrodynamische bzw. optische Eigenschaften von Festkörpern. Nun bin ich erstmals an einer Publikation beteiligt, die aus einer Kooperation zwischen Atomphysikern und Festkörperphysikern entstanden ist. Konkret geht es dabei um einen neues Konzept, wie man mittels Rydberg-Atomen kontrolliert wechselwirkende Vielteilchen-Quantensysteme untersuchen kann. Ausgearbeitet wurde dieses Konzept on Florian Meinert vom 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart. Eine zentrale Komponente ist dabei eine für GHz-Strahlung reflektierende Schicht, die für sichtbares Licht durchsichtig sein muss. Ein offensichtlicher Materialkandidat für eine derartige Schicht ist Indiumzinnoxid (indium tin oxide, ITO), welches sehr häufig verwendet wird, wenn man optische Transparenz mit guter Gleichstromleitfähigkeit kombinieren möchte, und welches für diese Anwendungen bereits sehr intensiv erforscht wurde. Über die GHz-Eigenschaften von ITO gab es bisher hingegen keine experimentellen Studien. Dies war somit der Beitrag des 1. Physikalischen Instituts: Mit mehreren GHz- und THz-Spektrometern haben wir die frequenzabhängigen optischen Eigenschaften von ITO-Filmen charakterisiert und konnten damit zeigen, dass die für das geplante Rydberg-Experiment notwendige Kombination von sehr hoher GHz-Leitfähigkeit und großer Transparenz für sichtbares Licht tatsächlich erreicht werden kann.
Schematische Darstellung, wie die Rydberg-Atome (rote Ringe) durch fokussierte Laserstrahlen (grün) kontrolliert werden, wobei letztere durch transparente ITO-Schichten (beige) eingestrahlt werden.
Originalveröffentlichung:
Indium tin oxide films meet circular Rydberg atoms: Prospects for novel quantum simulation schemes
Phys. Rev. Research 2, 023192(2020).