Mercator Award

Extrem heiss, extrem kalt

Preisträger Fabian von Rohr experimentiert mit neuartigen Verbindungen, die aus den Elementen Barium, Titan, Antimon und Sauerstoff bestehen.  Er will sie auf ihre supraleitenden Eigenschaften hin analysieren.

Stefan Stöcklin

Grundlagenforschung hat spielerisches Element: Preisträger Fabian von Rohr. (Bild: Stefan Stöckli)

Fabian von Rohr hat sein Herz an die Grundlagenforschung verloren und arbeitet an Materialien der Zukunft. In seiner Dissertation am Physik-Institut der UZH erforscht er supraleitende Verbindungen und sogenannte topologische Isolatoren – beides sind hot topics, das heisst hoch aktuelle Bereiche, an denen weltweit mit Hochdruck geforscht wird. Bei der Supraleitung geht es um die Suche nach neuen Verbindungen, die ihren Widerstand verlieren und Strom verlustfrei transportieren. Von Rohr experimentiert dazu mit Verbindungen, die aus den Elementen Barium, Titan, Antimon und Sauerstoff bestehen.

Ausserordentliche Eigenschaften

Zu Hilfe kommen ihm bei diesen Arbeiten seine Kenntnisse in Chemie und Physik, die er sich im Studium Interdisziplinäre Naturwissenschaften angeeignet hat. «Die Chemie bestimmt die physikalischen Eigenschaften», sagt von Rohr. So synthetisiert er neue, zukunftsträchtige Verbindungen bei extrem hohen Temperaturen von 2000 Grad Celsius, um sie danach bei sehr tiefen Temperaturen um minus 230 Grad auf ihre supraleitenden Eigenschaften zu analysieren.

Ähnlich ist das Vorgehen im Fall der topologischen Isolatoren, auch dies sind Materialien mit ungewöhnlichen elektrischen Eigenschaften. Sie leiten Strom nur an der Oberfläche, aber nicht im Innern. Der exotisch anmutende Effekt geht auf Quanteneffekte der Elektronen zurück und wurde vor wenigen Jahren experimentell erstmals nachgewiesen. Wie bei den Supraleitern sucht Fabian von Rohr auch in diesem Fall nach neuen Verbindungen.

Effiziente Stromnetze und Quantencomputer

«Meine Arbeiten sind pure Grundlagenforschung und haben ein spielerisches Element», sagt der Nachwuchsforscher. Es geht darum, neuartige Verbindungen zu finden und die physikalischen Mechanismen hinter den ungewöhnlichen Eigenschaften besser zu verstehen.

Anwendungen stehen bei dieser Art von Forschung nicht im Vordergrund. Aber die Arbeiten liefern die Grundlagen für neue, bahnbrechende Materialien, die dereinst Eingang in den Alltag finden könnten. «Solche Stoffe haben das Potential, unsere technische Welt in Zukunft zu revolutionieren», ist Fabian von Rohr überzeugt. Alltagstaugliche Hochtemperatur-Supraleiter könnten die Effizienz von Stromnetzen massiv verbessern. Und topologische Isolatoren würden es erlauben, Quantencomputer zu entwickeln.

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Stefan Stöcklin, Redaktor UZH News.

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