Lichteffekte in einer Billiardstel Sekunde sichtbar machen

Für Dr. Vishnu Krishnan ist Chemie vergleichbar mit Kochen: „Ich habe ein Rezept und hoffe, dass am Ende auch das gewünschte Ergebnis herauskommt, entweder der Kuchen im Ofen oder die chemische Reaktion im Labor“, so der Wissenschaftler.

Aktuell befindet sich der indische Forscher mit einem Stipendium der Alexander von Humboldt-Stiftung an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU). Seinen Forschungsaufenthalt absolviert er in der Arbeitsgruppe von Professor Tobias Brixner, Leiter des Lehrstuhls für Physikalische Chemie I.

„Dr. Krishnan bringt neue Expertise auf dem Gebiet der Nanomaterialien ein, die er auch selbst in hoher Qualität präpariert“, sagt Brixner. Somit ergänze der Gast mit seiner Erfahrung optimal den lasermethodischen Schwerpunkt der Gruppe.

Wie Licht mit Nanokristallen interagiert

In seiner Forschung konzentriert sich Krishnan auf Anordnungen von Halbleiter-Nanokristallen, die zusammen größere Kristallstrukturen ergeben. Diese kommen vor allem in optoelektronischen Geräten vor, also beispielsweise in modernen Fernsehern, Displays und in der Photovoltaik.

„Mich interessiert in meinen Experimenten vor allem, wie Licht mit den Kristallen interagiert, in welcher Farbe diese dann leuchten und wie sich die Farbe durch den Zusatz von Chemikalien steuern lässt“, beschreibt der Gastwissenschaftler seine Arbeit. Für seine Experimente nutzt er die mehrdimensionale Elektronenspektroskopie, eine Technik, mit der sich ultraschnelle kohärente und inkohärente Prozesse in Materialien in Echtzeit verfolgen lassen.

„Wenn Anordnungen von Nanokristallen mit intensivem Licht angeregt werden, können sie kollektive Lichtemissionseffekte wie Superfluoreszenz zeigen – eines der zentralen Phänomene, die ich erforschen möchte“, sagt Krishnan. Die Forschungsgruppe von Professor Tobias Brixner an der JMU ist auf fortschrittliche multidimensionale spektroskopische Techniken spezialisiert, mit denen sich diese ultraschnellen Prozesse in Echtzeit verfolgen lassen.

Jüngste methodische Fortschritte der Gruppe haben die Extraktion unverfälschter Signale bei ultraschnellen spektroskopischen Messungen ermöglicht und damit langjährige Herausforderungen im Zusammenhang mit Signalbeiträgen höherer Ordnung überwunden. Aufbauend auf diesen Entwicklungen will Krishnan die multidimensionale Elektronenspektroskopie anwenden, um kollektive Lichteffekte in Nanokristallen zu untersuchen. Dies bietet sowohl eine hohe zeitliche als auch spektrale Auflösung im Bereich von einer Femtosekunde, also im Bereich von einer Billiardstel Sekunde.

„Dadurch können wir die Superfluoreszenz innerhalb des Kristalls noch präziser beobachten und analysieren“, so der Chemiker. Das Verständnis dieser Mechanismen führe zu kostengünstigen, kompakten kohärenten Lichtquellen, die zur verschränkten Multiphotonenemission fähig seien – Schlüsselkomponenten für Anwendungen in der Quantentechnologie.

Zur Person

Vishnu Krishnan ist im südindischen Bundesstaat Kerala aufgewachsen. Er studierte Chemie an den Universitäten in Kozhikode und Hyderabad. Seine Promotion schloss Krishnan am Indian Institute of Science Education and Research Thiruvananthapuram (IISER TVM) ab.

Sein Stipendium der Alexander von Humboldt-Stiftung an der Universität Würzburg läuft seit 1. März 2026 für zwei Jahre.

Kontakt

Dr. Vishnu E. Krishnan, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Fakultät für Chemie und Pharmazie, T +49 931 31-84433, vishnu.krishnan@uni-wuerzburg.de