Advanced Light Sources

Ausgangssituation: An der Technischen Universität Wien steht eine Femtosekundenlaseranlage mit weltweit einzigartigen Charakteristika (kürzeste Pulsdauer in Kombination mit hoher Spitzenleistung und Wiederholrate) zur Verfügung. Mit dieser Anlage konnten die bis dato kürzestwelligen bzw. leistungsstärksten Laborquellen kohärenter Röntgenstrahlung demonstriert werden. Am anderen Rand des "optischen" Spektrums, im fernen Infraroten, sind Forscher der TU Wien führend in der Entwicklung von lasergepumpten kohärenten Terahertzquellen. Es gibt eine Reihe von international ausgewiesenen Wissenschaftlern an insgesamt 6 Instituten der TU Wien sowie der Universität Wien, denen die Verfügbarkeit intensiver kurzer Lichtpulse über diesen enorm breiten Spektralbereich faszinierende neue Perspektiven (u.a. in Bereichen der Elektronik, Halbleitertechnologie, Materialforschung, Physik, und Chemie) eröffnet. Ziele des SFB ADLIS: Die gezielte, anwendungsorientierte Weiterentwicklung der obengenannten state-of-the-art Infrastruktur an der TU Wien unter Berücksichtigung der Anforderungen, die durch die zukunftsträchtigsten Applikationen an die neuesten Kurzpuls-Lichtquellen gestellt werden, steht im Mittelpunkt der geplanten SFB-Aktivitäten. Der dabei angestrebte Vorstoß in zuvor unerreichte Parameterbereiche (kürzere Pulsdauer, höhere Intensität, neue Wellenlängen, Zugang zur Lichtphase) wird die heute existierenden technologischen Grenzen in zahlreichen Bereichen der Wissenschaft, Technik und Medizin signifikant ausweiten und völlig neue Möglichkeiten in der Erforschung sowie Kontrolle ultraschneller Prozesse in Atomen, Moleküle und Halbleiter eröffnen. Durch engste Kooperation zwischen den Entwicklern und Benutzern der neuen Lichtquellen einerseits sowie Experimentatoren und Theoretikern andererseits soll dieses Potential an vorderster Front genützt werden. Dies erfolgt durch die Untersuchung von Licht-Materie Wechselwirkungen unter bis dato nicht realisierbaren extremen Bedingungen und deren Nutzung zur Weiterentwicklung wichtiger Technologien, und durch proof-of-principle Experimente, die die Geburt einer neuen Meßtechnik darstellen bzw. den Zugang zu vorher unzugänglichen physikalischen, chemischen oder biologischen Prozessen im Mikrokosmos ermöglichen. In den geplanten fachübergreifenden Forschungsaktivitäten, die in ein Netzwerk internationaler Kooperationen mit renommierten Forschungsgruppen aus Amerika und Europa eingebettet werden, sollen mehreren dutzend Absolventen der TU Wien und der Universität Wien und evtl. anderer Universitäten anspruchsvolle Forschungsaufgaben im Rahmen von Diplom- und Doktorarbeiten zukommen. Der multidisziplinäre Charakter dieses Forschungsvorhabens wird von diesen jungen Kollegen eine intensive Zusammenarbeit mit Fachleuten aus anderen Arbeitsgebieten erfordern. Die Erfahrung, die man dabei sammelt, wird eine rasch zunehmende Bedeutung im nachfolgenden Berufsleben der Absolventen beider Universitäten spielen. Von den ADLIS Forschungsaktivitäten sind wichtige direkte oder indirekte Beiträge zu erwarten, u.a. zur Entwicklung kompakter Röntgen- sowie Infrarotquellen für eine Reihe von wissenschaftlichen, technischen und medizinischen Anwendungen Charakterisierung und Entwicklung ultrasschneller (> 100 GHz) Halbleiter-bauelementen Entwicklung von Schlüsseltechnologien für die Herstellung hochintegrierte Schaltungen (``Nanoelektronik``) Erweiterung wichtiger spektroskopischer Techniken in den Röntgen- bzw. Terahertzbereich Kontrolle chemischer Reaktionen mit Licht Verstehung der Funktionsweise von Proteinen Ausweitung der Ultrakurzzeitmeßtechnik in den Attosekundenbereich Entwicklung neuer bzw. verbesserter medizinischer Diagnostik (u.a. für die Augen- und Zahnheilkunde sowie Krebs-Früherkennung).