Habilitationsvortrag

Zweidimensionalen Materialien, die nur eine einzige Atomlage dick sind, besitzen oft außergewöhnliche Eigenschaften und haben ein gänzlich neues Forschungsfeld eröffnet. Je dünner ein Material ist, desto stärker sind seine photonischen und elektronischen Eigenschaften durch die Quantenmechanik beeinflusst was neuartige Anwendungen ermöglichen wird. Die Entdeckung des ersten 2D Materials - dem Graphen - durch Andre Geim und Konstantin Novoselov wurde 2010 mit dem Nobelpreis für Physik gewürdigt. Seitdem wurden eine Vielzahl von chemischen Elementen zu weiteren 2D Materialien kombiniert. Ein vielversprechender, darauf aufbauender Ansatz, ist die weitere Lokalisierung der Quantensysteme in optisch aktiven Farbzentren - wie z.B. Fehlstellen im Gitter. Dies erlaubt die Realisierung von Einzelphotonenemittern für die Quantenkryptographie und die Nutzung des Spin-Freiheitsgrades für Qubits in Quantencomputern sowie für eine rein optische Messung von Magnetfeldern und Temperatur auf der Nanometer-Skala.