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Bessel-Preisträgerin an der TU Ilmenau

Eine der diesjährigen Preisträgerinnen des renommierten Friedrich Wilhelm Bessel-Forschungsprei­ses der Alexander von Humboldt-Stiftung, Professorin Lan Yang von der Washington University in St. Louis, USA wird ihren damit verbundenen Auslandsaufenthalt ab dem kommenden Jahr 2020 an der Technischen Universität Ilmenau verbringen.

Der Bessel-Preis wird seit 2001 jährlich von der Alexander von Humboldt-Stiftung an etwa 20 interna­tional ausgewiesene Wissenschaftler/innen aus dem Ausland mit exzellenter Reputation verliehen. Die Nominierung erfolgt durch deutsche Fachkollegen, der Preis selbst ist mit 45.000 € dotiert. Mit dem Preisgeld sollen Forschungsaufenthalte mit einer Gesamtdauer von bis zu 12 Monaten in Deutschland zu einem selbstgewählten Vorhaben finanziert werden. Er gilt als einer der renommier­testen deutschen Forschungspreise für ausländische Wissenschaftler/innen.

Professorin Lan Yang ist eine herausragende Wissenschaftlerin auf dem Gebiet der photonischen Mikro- und Nanotechnologien. Ihre Forschungsgebiete umfassen die Nanophotonik, ultrasensitive optische Sensoren oder optische Mikrokavitäten. Ihre Arbeiten wurden vielfach in so renommierten Zeitschriften wie Nature oder Science veröffentlicht und fanden breite Anerkennung, die sich auch in zahlreichen Preisen, u.a. dem Presidential Early Career Award for Scientists and Engineers, den sie 2010 aus den Händen von Barack Obama empfing, widerspiegelt. Die Preisträgerin, Jahrgang 1975, ist eine Alumna der UST China und des CalTech, wo sie 2005 promovierte. Seit 2007 ist sie Profes­sorin an der McKelvey School of Engineering und seit 2015 Inhaberin des Edwin H. & Florence G. Skinner Chair for Electrical Systems Engineering an der Washington University, St. Louis, MO.

Als besonders bahnbrechend einzustufen sind ihre Arbeiten zur Nanopartikeldetektion, die für die Erkennung von Umwelt- und Gesundheitsrisiken äußerst wichtig ist. So entwickelte sie beispielsweise auf Basis von on-chip-Mikroresonatoren neue Partikelsensoren, die nicht nur die Detektion selbst leisten, sondern auch die Größe einzelner Nanopartikel bestimmen können – ein ausschlaggebendes Leistungsmerkmal für die schnelle Bestimmung konkreter Umweltgefahren. Erreicht wird dies mittels der gezielten Kombination zweier optischer Moden und der Beobachtung ihres durch Nanopartikel beeinflussten Streuverhaltens. Hierdurch können bis zu 10 nm kleine Partikel verlässlich erkannt wer­den. Die Preisträgerin ist Expertin auf dem Gebiet der sog. nicht-hermiteschen Physik, einer Erweite­rung aus der Quantenmechanik bekannter Konzepte.  Diese eröffnen in optischen Systemen ganz neue Möglichkeiten, die Moden im System gezielt zu manipulieren und so ganz neue Anwendungen zu realisieren. Ein Beispiel ist die Entwicklung besonders empfindlicher Sensoren, die an einem sog. Exzeptionellen Punkt operieren, der in solch einem nicht-hermiteschen System durch die feine Justie­rung von Gewinn (Stichwort Laser) und Verlust (Stichwort Absorption) im optischen System einge­stellt werden kann.

Mit der Technischen Universität Ilmenau verbindet Prof. Lan Yang eine langjährige Zusammenarbeit mit hiesigen Kollegen, insbesondere mit Prof. Martina Hentschel (FG Theoretische Physik II). Die Ar­beitsgruppen beider Professorinnen haben bereits in der Vergangenheit gemeinsam an zahlreichen Projekten geforscht. Neben den fachlich sehr ähnlich gelagerten Interessen ist es vor allem die pro­duktive gegenseitige Ergänzung der theoretischen und praktischen Ansätze beider Wissenschaftlerin­nen. Dabei sind für beide Wissenschaftlerinnen Anwendungsaspekte von besonderem Interesse. Fol­gerichtig wird die Kooperation an der TU Ilmenau auch Fachgebiete aus den Ingenieurwissenschaf­ten, insbesondere Prof. Stefan Sinzinger (FG Technische Optik), wesentlich einbeziehen.

Von besonderem Vorteil – und wohl auch maßgeblich für die Entscheidung von Frau Prof. Yang, nach Ilmenau zu kommen – sind die einzigartigen Voraussetzungen, die sie hier am Institut für Mikro- und Nanotechnologien IMN-MacroNano® vorfindet. Neben der Gelegenheit, mit vielen Kollegen in engen Austausch treten zu können, sind es vor allem die immensen technischen Möglichkeiten, die das DFG-Gerätezentrum „Mikro-Nano-Integration“ für die geplanten Forschungsarbeiten und Experi­mente bietet. Besonders für letztere bieten sich Frau Prof. Yang hier am ZMN technische Möglichkei­ten, die ihr – nach eigenen Angaben – in dieser Form an der Washington University nicht zur Verfü­gung stehen.

Konkret geplant ist während des Forschungsaufenthaltes die Mitwirkung im IMN-Graduiertenkolleg mit Prof. Lan Yang als internationaler Betreuerin. Darüber hinaus wird es einen Promovendenaus­tausch sowie ein gemeinsames Forschungsprogramm im Bereich Mesoskopischer Optik und Meso­skopischer Systemtechnik geben. Die Beteiligten erhoffen sich hieraus resultierende langfristige Ko­operationen zwischen der TU Ilmenau und der Washington State University.