Christine Falter

In der Entwicklung einer vielseitigen und skalierbaren Plattform für Quanten-Bauelemente steckt das Potential alltägliche Informations- und Kommunikationstechnologien grundlegend zu revolutionieren. Eine auf dem Verbundhalbleiter Zink-Selenid (ZnSe) basierende Materialplattform zeichnet sich dabei durch ihre exzellenten optischen Eigenschaften und die Möglichkeit der Isotopenbereinigung als besonders vielversprechend aus.

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Bei einem Ausflug mit dem Fahrrad in Washington D.C.

Als Doktorandin in der Arbeitsgruppe von Herrn PD Dr. Alexander Pawlis am Forschungszentrum Jülich habe ich die Möglichkeit, einen entscheiden Beitrag zur Entwicklung dieser Schlüsseltechnologie zu liefern. Seit einigen Jahren arbeitet meine Arbeitsgruppe diesbezüglich mit Herrn Prof. Dr. Edo Waks zusammen, dessen Gruppe an der University of Maryland auf die Spektroskopie von Einzelphotonenemittern spezialisiert ist.

Die Förderung der DAAD-Stiftung hat es mir ermöglicht, diesen Sommer für drei Monate die Waks-Gruppe zu besuchen und spannende Messungen an in Jülich hergestellten ZnSe-Proben durchzuführen. Durch den engen Austausch mit Prof. Waks Doktoranden bereits vor meinem Aufenthalt konnte ich in Maryland direkt mit den optischen Messungen loslegen.

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Christine Falter bei der Freizeitgestaltung

So konnten wir bereits in den ersten Wochen die Spin-Zustände unseres Emitter-Systems im magnetischen Feld auflösen und Fluoreszenz unter resonanter optischer Anregung beobachten. Als weiteren Schritt haben wir uns im Folgenden darauf konzentriert die Dynamik des Systems in zeitaufgelösten Messungen unter resonanter Anregung zu untersuchen.

Diese Messungen sind technisch anspruchsvoll und außerdem für mich in großen Teilen neu, da ich mich in meiner bisherigen Arbeit eher auf die grundlegende optische Charakterisierung unter kontinuierlicher Überbandanregung konzentriert hatte. So hatte ich die Möglichkeit viele neue experimentelle Techniken kennenzulernen, wie etwa die Generation von unterschiedlichem Puls Sequenzen zur Anregung der Probe, die effektive Unterdrückung des reflektieren Laserstrahls durch Polarisationsfilterung und das Arbeiten mit auf supraleitenden Nanodrähten bestehenden Photodetektoren.

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Das Labor

Begleitet wurde unsere experimentelle Arbeit von intensiver wöchentlicher Diskussion mit Prof. Waks, in welcher wir einem schlüssigen Modell für die Dynamik unseres Systems immer nähergekommen sind. Nach meiner Rückkehr nach Deutschland arbeiten wir nun an einer gemeinsamen Publikation dieser Ergebnisse. Zum Ende meines Aufenthalts haben wir begonnen, weiterführende Experimente vorzubereiten.

Zum einen haben wir den bestehenden optischen Aufbau für komplexere Manipulationen des Spinzustandes unserer Qubits erweitert und zum anderen haben wir begonnen ein zweites Setup zur Messung bei noch niedrigeren Temperaturen vorzubereiten. Das Herzstück dieses Aufbaus ist ein Mischungskryostat mit optischem Zugang, mit dem es möglich ist Temperaturen von nur wenigen hundert mK zu erreichen.

Besonders interessant ist die Zusammenarbeit auch dadurch, wie international die Arbeitsgruppe und wie unterschiedlich unser Hintergrund ist. Neben amerikanischen Studenten habe ich vor allem mit Studenten aus China, dem Iran und Indien zusammengearbeitet. Ich bin überzeugt, dass gerade diese Internationalität und unsere unterschiedlichen Blickweisen entscheidend zum Erfolg unserer Experimente beigetragen haben.

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Washington D.C., am Capitol

Auch abseits der wissenschaftlichen Arbeit hat die University of Maryland viel zu bieten. Das Angebot reicht von einem riesigen Sport- und Freizeitzentrum mit mehreren olympischen Schwimmbecken über eine Campus-eigene Farm und Eis-Manufaktur bis hin zu einem Besuch der Spiele der Maryland Terrapins – dem Football-Team der Universität. Besonders genossen habe ich die organisierten Ausflüge in die Umgebung der Universität. So boten das Wandern an den Ufern des Potomac Flusses oder das Standup-Paddeln in Annapolis nicht nur einen guten Ausgleich zur täglichen Arbeit im Labor, sondern auch die Möglichkeit zum Austausch mit Studenten aus anderen Forschungsgruppen und anderen Fachrichtungen.

Für Doktorranden bietet die University of Maryland keine Unterkunft auf dem Universitätsgelände selber. Allerdings konnte ich über das von der Universität angebotene „Off-Campus Housing Portal“ relativ unkompliziert ein Zimmer zur Untermiete in einem Haus in Campusnähe finden. Mit meinen amerikanischen Mitbewohnern habe ich mich auf Anhieb gut verstanden und so haben wir häufiger gemeinsam zu Abend gegessen oder gemeinsame Spiele- und Filmeabende veranstaltet.

Besonders dankbar bin ich auch dafür, dass sie mich gerne mit dem Auto mitgenommen haben, was mir viele alltägliche Dinge, wie das Einkaufen sehr erleichtert hat. Aufgefallen ist mir auch, dass „Small-Talk“ in den USA deutlich üblicher zu sein scheint, als in Deutschland. So kam es nicht selten vor, dass sich im Supermarkt an der Kasse, beim Fahrradabschließen oder in der Metro nette Gespräche ergaben in denen mir auch oft direkt Ausflugstipps mit auf den Weg gegeben wurden.

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Die Abschiedsfeier der Parkrun-Freunde

Bereits an meinem ersten Wochenende in College Park bin ich zufällig auf den sog. Parkrun gestoßen – ein kostenloses 5km Laufevent was jeden Samstagmorgen von freiwilligen Helfern organisiert wird und an dem regelmäßig mehr als 300 Personen teilnehmen. Durch die wöchentliche Teilnahme konnte ich mich nur sportlich fordern, sondern auch jede Menge interessante Persönlichkeiten kennenlernen – von Schülern der lokalen High Schools bis hin zum Bürgermeister von College Park – und so vielseitige Einblicke in die amerikanische Kultur und Lebensweise gewinnen.

Gerührt hat mich auch, dass meine Parkrun-Freunde mir zum Ende meines Aufenthaltes eine kleine Abschlussfeier ausgerichtet haben, zu der jeder etwas zu Essen beigesteuert hat. Auch diese Gruppe war sehr international, was sich in der Vielfalt an Speisen widergespiegelt hat – von japanischem Oden bis zu brasilianischen Brigadeiros war alles dabei. Ich bin mir sicher, dass eine ganze Reihe dieser Freundschaften über meinen Aufenthalt hinaus fortbestehen werden. Außerdem freue ich mich, dass ich dieses neu gefundene Hobby nun in Deutschland fortführen kann, da in meiner Heimatstadt Aachen ebenfalls ein wöchentlicher Parkrun stattfindet.

Mane Kaladzhian

Das Labor (hier das in Jülich) war essentiell für Christine Falters Forschung

Überrascht hat mich, dass man in College Park nicht ansatzweise so stark auf das Auto angewiesen ist, wie ich es zunächst befürchtet hatte. So ist das Zentrum von Washington D.C. unkompliziert mit der Metro oder dem Fahrrad in einer knappen Stunde zu erreichen. Während meines Aufenthalts konnte ich also gemeinsam mit meinen Kollegen eine ganze Reihe der kostenlosen Museen der amerikanischen Hauptstadt besuchen.

Besonders beeindruckt haben mich dabei das Air and Space Museum, in dem man unteranderem Neil Armstrongs originalen Apollo 11 Raumanzug bestaunen kann und die National Gallery of Art, deren moderner Anbau in Washington besonders durch die Statue eines übergroßen blauen Hahns der deutschen Bildhauerin Katharina Fritsch kaum zu verfehlen ist. Ein persönliches Highlight in Washington war für mich das sehr stimmungsvolle Labor-Day Konzert des National Symphony Orchestras, welches jedes Jahr im Freien zu Füßen des nachts hell erleuchteten Capitols stattfindet.