Local Spectroscopy and molecular Systems - P. Lemmens

 

 

 

 

 

 


AG Peter Lemmens

Institute for Condensed Matter Physics
Institut für Physik der Kondensierten Materie

TU Braunschweig, Germany

Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), LK 6a.112

Email: p.lemmens - at - tu-bs.de  

(+49 (0)531 391-5130 .. nach Termin 1400-20.00)
Fax: +49 (0)531 391 5155

ORCID and Scopus ID

https://tu-braunschweig.webex.com/meet/p.lemmens

Peter

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Lehre im WiSe 21/22

Lehre im SoSe 2022

 

Our interest are in solids and nanosystems that show an interplay of photons, electronic correlations, and topological effects, with relevance for metrology.

Neuigkeiten / News: (ältere News)

  • Oliver ist da!!

  • Dirk Wulferding, unser Quanomet Nachwuchsgruppenleiter, wechselte am 1.5.2020 ans IBS, Seoul, Korea und baut dort eine Gruppe zur zeitaufgel. Spektroskopie auf. Seine kürzlichen Arbeiten an neuartigen Quantenmaterialien fanden in der Fachwelt grossen Anklang. Orginalarbeit, 1, 2, ..

  • Was hat das mit den Grundlagen von Quantencomputern zu tun? Es gibt einen Zusammenhang zwischen der Quantenverschränkung und der Stabilität von Informationen, die auf Symmetrien beruhen. Festkörper haben solche Symmetrien, z.B. sind die Atome im Raum mit einem bestimmten Abstand angeordnet. Wenn Elektronen dann auch noch in der Nähe besonders schwerer Atome sind, werden sie sehr schnell und schaffen damit eine Brücke zur Quantenmechanik von Elementarteilchen. Dieses Gebiet ist im Prinzip schon urlang bekannt, siehe z.B. Frank Wilczeks Anyonen, Nobelpreis Physik 2004. Die Materialforschung hat es allerdings in den letzten Jahren geschafft, solche seltsamen Eigenschaften in besonderen Verbindungen zu züchten. In Zusammenarbeit mit Festkörperchemikern und Materialforschung entdecken wir gerade dieses spannende Gebiet.

  • .. und was machen wir in diesem Gebiet? In unserer Arbeitsgruppe werden Festkörper und Nanosysteme mit Licht (Photonen) bestrahlt. Aus der Probe kommen dann neue Photonen mit einer anderen Energie, die Informationen über das Innenleben des Festkörpers mitbringen. Da reicht dann schon ein kleines Magnetfeld oder eine Temperaturänderung und wir haben eine Vorstellung davon, wie Atome miteinander sprechen. Dies nennt man Raman-Lichtstreuung und basiert auf den Arbeiten von Sir Raman (Indien), Smekal (Österreich) und Landsberg/Mandelstam (Russland) von vor ca. 100 Jahren.

  • Phasentest mit anyonischer Statistik, PL, DW, 2020.

  • Dazu auch unsere neusten Arbeiten zum Zusammenhang von Topologie und Quasiteilcheneffekten in Weyl-Halbmetallen, mit dem New-Yorker Theoretiker David Schmeltzer und der Gruppe um Claudia Felser (1, 2) und Chandra Shekhar, MPI-CPfS Dresden

  • Wir suchen ab sofort Bachelor-Studierenden mit Interesse an der Vermittlung von Physik in Schulen. Wir suchen auch Lehrer mit Interesse an einem besseren Kontakt zu Universitäten. 

  • Hongdan, Kseniia, Dirk, Peter, Florian (2020).

  • Offene Stelle/Open Position: Optische Eigenschaften von Nano- und topologischen Systemen mit Relevanz für die Metrologie

  • Braunschweig und die Exzellenzinitiative

  • Dissertation von Liu Bo, 2019.

 

Some publications: (older results), ORCID and Scopus ID

Strange Statistics - A well-known topological spin chain material shows topological edge states on the surface of the material. Using an optically induced process we have generated unconventional topological bulk states. This paper was choosen as an PRB Editor's Choice.
The Beauty of the Butterfly - FeMoO4 exists in two structural modifications, one of them with exceptional catalytic properties. Our combined structural, thermodynamic and spectroscopical study demonstrates that the local coordination of Fe-O dictates its electronic and magnetic properties. This leads to the rare case of crosslike 90° noncollinear AF structure caused by Dzyaloshinskii–Moriya interaction, J. Phys. Chem. (2021).
High magnetic field Raman experiments show the evolution of bound states from Majorana fermions that are fingerprints of the long sought for spin liquid in RuCl3. Such materials have implicaction for topologically stable systems and quantum computing, Nature Communication, (2020). 
Quantifying enhanced Raman scattering is a challenging and important task. Our recent study shows that light-induced degradation of localized nanoemitters and molecules can be used as a significant tool, Liu Bo, et al., J. Phys. Chem.  (2019).

 

Fractionalized modes: The Kiteav model with anisotropic exchange on a honeycomb-like lattice predicts the existence of topological excitations with fractionalized quantum statistics. Such modes have recently been predicted and now observed experimentally in quasi-3D coordinated Iridium oxides, see Nature Communication, (2016).

 

Mercury a serious health thread ... can be detected using Ag nanoparticles with a turn-on ultrasensitive fluorescence sensor and a linear regime from 0 to 1 ppb, P. K. Sarkar, et al., ACS Sensors (2016). 

 

Plexcitons in a periodic structure... periodic arrays of plasmonic Au wires in proximity to a dye show strong coupling to molecular excitons. Such plexcitons can be modelled in some microscopic approach using a Zubarev Green's function method following the work of Manjavacas et al.., Liu Bo, et al., Nanotechnology (2017). 

 

The Dance of DNA... Although many forms of dynamical behaviour of proteins under allosteric interactions with effectors are predicted, little evidence of dynamics in the interaction has been reported. Here, we demonstrate the ultrafast dynamics of the allosteric interaction of the Gal repressor (GalR) protein dimer with DNA operator sequences using time resolved optics , see S. Choudhury, et al. ChemBioChem (2016)
In einem bahnbrechenden Experimenten gelang uns kürzlich die spontane Umwandlung von kinetischer Energie in schwarze Materie durch die Kollision eines Imbuss-Schlüssels mit einem Kryostatenfenster bei tiefen Temperaturen und in hohen Magnetfeldern (T = 4 Kelvin und B = 10 Tesla). Ein direkte Zeuge: ".. plötzlich war alles in Nebel gehüllt..". Leider können wir die Reproduzierbarkeit dieser Entdeckung nicht zweifelsfrei bestätigen.  

 

 

  Group members:   (previous visitors and group members) 

 Group members: Room / Tel. - Lab. / Tel. - Email:
 

Prof. Dr. Peter Lemmens

p.lemmens - at - tu-bs.de (em**l)

p_lemmens (S***pe)

Principal Investigator, ORCID and Scopus ID 

TU Braunschweig, Mendelssohnsstr. 3,
38106
Braunschweig, Germany, MS 3.204

 

Dr. Dirk Wulferding
Quanomet NL4 - Optical Metrology - Nachwuchsgruppenleiter

Raum MS 3.114; Tel. +49 (0)531 391-5133
Raum LK 6a.114 (LENA); Tel. +49 (0)531 391-65401
dirk.wulferding - at - tu-bs.de

Optical Metrology, Raman scattering - Scanning Probes

Now at IBS, Seoul, Korea

 

Kseniia Denisova
115 / (0531) 391-5131
(0531) 391-7986
ksdenisova at gmail.com

Novel transition metal compounds

Joint thesis with Lomonosov Moscow State University, Fac. of Physics, Low Temperature Physics, Prof. A. Vasiliev.

 

Florian Büscher
115 / (0531) 391-5131; (0531) 391-7986

f.buescher at tu-braunschweig.de

Twisted light, Metrology, DFG - Weyl Semimetal

 

Silvia Müllner
115 / (0531) 391-51**; (0531) 391-79**

s.muellner at tu-braunschweig.de

Twisted light, Metrology, DFG - Weyl Semimetal

Long term and frequent visitors: (previous visitors and members)
 

Dr. Vladimir Gnezdilov
MS 3.126 / (0531) 391-5109; (0531) 391-7969
gnezdilov - at - ilt.kharkov.ua

ILTPE, Nat. Acd. Sciences, Ukraine, Department Magnetism

Inelastic Light Scattering
Quantum Spin Systems and Molecular Magnets

Project: DFG

 

Prof. Dr. David Schmeltzer
115 / (0531) 391-5108; (0531) 391-5110
dschmeltzer at ccny.cuny.eduh

Prof. at CCNY, New York, USA

Quantum Field Theories of Topological Materials and the chiral anomaly in Weyl semimetals

Project: DFG
- Weyl semimetal

 

Prof. Dr. Yurii Pashkevich
-161
/ (0531) 391-5121
y.pashkevich at tu-bs.de

Prof. at O.O. Galkin, DIPE, NAS Ukraine

Magnetism, topology
, band structure calculations

 

Dr. Melisew Tadele Alula
Nachwuchsgruppenleiter

Botswana Intl. Univ. of Science and Technology

113 / (0531) 391-5131
melisewt2004 - at -
yahoo.com

Surface enhanced Raman scattering and tailored nano systems

Project: DFG, DAAD

 

Prof. Dr. Samir Kumar Pal
115 / 391-5117; 391-7969
skpal at bose.res.in

S.N. Bose Nat. Center for Basic Science, Kolkata, India

Macromolecular, Nanoscience
and time resolved spectroscopies

 

 

  Research Projects and Funding:

 Complete list and Curriculum Vitae
Light and Matter at the Quantum Frontier, QuantumFrontiers, DFG - EXC 2123
Member since Jan. 2019, no permanent funding, speaker: K. Danzmann, A. Waag, P.O. Schmidt.
The chiral anomaly and low energy electron dynamics of Weyl semimetals, DFG - Le967-16
TU-BS and CUNY, with David Schmeltzer (2017 - 2021, prolonged)
Functionalization of magnetic nanoparticles, DFG - Le967-17, with Melisev Tadele Alula (Bahir Dar, Ethiopia, and Botswana Intl. Univ.)

Quantum- and Nanometrology, Quanomet, TU-BS, LUH, PTB

Metrology for Complex Nanosystems, Nanomet, DFG-RTG 1952, Graduate School

Part of the Metrology Initiative Braunschweig (2014 - 22, prolonged)

Laboratory for Emerging Nanometrology, LENA,
Member since the founding applicaction, Principal Applicant and Speaker: A. Waag
Intern. Graduate School on Metrology

Principal Applicant of the NMWK-supported school, inaugurated Oct. 2007, prolonged). Part of the Metrology Initiative Braunschweig

 

 

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p.lemmens at tu-bs.de, letzte Änderung: 12.02.2022