Ein Forschungsteam der Universität Göttingen hat in Zusammenarbeit mit den Universitäten Braunschweig, Bremen und Freiburg in der Schweiz erstmals den „Floquet-Effekt“ in Graphen direkt beobachtet. Diese in Nature Physics veröffentlichte Forschung liefert experimentelle Beweise für die Lichtsteuerungstechnologie mit Quantenmaterialien.

In der Studie wurde Femtosekunden-Impulsmikroskopie eingesetzt, bei der die Probe mit schnellen Lichtimpulsen angeregt und eine verzögerte Detektion durchgeführt wird. So konnten Veränderungen im Photoelektronen-Emissionsspektrum von Graphen erfolgreich erfasst werden. Dr. Marco Merbot, Physiker an der Universität Göttingen, erklärte: „Unsere Messungen bestätigen eindeutig die Existenz des Floquet-Effekts in der Photoelektronenemission von Graphen und zeigen, dass die Methode der Lichtimpulsmanipulation auf diese Art von Quantenmaterial anwendbar ist.“

Diese Forschung befasst sich mit der langjährigen Debatte darüber, ob Floquet-Engineering, eine Technik zur präzisen Manipulation von Materialeigenschaften mithilfe von Lichtimpulsen, auf Metalle und Halbmetalle anwendbar ist. Das Experiment zeigt, dass Quantenmaterialien mit spezifischen elektronischen Eigenschaften in Rekordzeit mithilfe von Laserimpulsen hergestellt werden können und legt damit den Grundstein für die Entwicklung zukünftiger elektronischer Geräte und Sensortechnologien.

Professor Marcel Reutzer von der Universität Göttingen betonte: „Diese Forschung hat einen neuen Weg für lichtgesteuerte Quantenmaterialien eröffnet, der eine gerichtete und kontrollierbare Manipulation von Elektronen ermöglichen soll.“ Die Forschung zeigt auch, dass die Technologie zur Erforschung topologischer Eigenschaften genutzt werden kann, was für die Entwicklung von Quantencomputern und die Konstruktion neuer Sensoren von potenziellem Wert ist.

Graphen, eine einatomige Kohlenstoffschicht, verfügt über eine hervorragende Leitfähigkeit und Stabilität und wird häufig in flexibler Elektronik, Hochleistungsbatterien und anderen Bereichen eingesetzt. Die Bestätigung des Floquet-Effekts bietet einen neuen Ansatz für die lichtgesteuerte Modulation von Graphengeräten.

Weitere Informationen: Marco Merboldt et al., „Observation of Floquet states in graphene“, Nature Physics (2025). Julien Madéo et al., „Floquet states in graphene finally revealed“, Nature Physics (2025). Zeitschrifteninformationen: Nature Physics