Hector Fellow seit 2008
Prof. Dr. Martin WegenerProf. Dr. Martin Wegener
Institut für Angewandte Physik, Karlsruher Institut für Technologie
Martin Wegener ist Professor am Institut für Angewandte Physik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), wissenschaftlicher Direktor am Institut für Nanotechnologie am KIT und Sprecher des Exzellenzclusters „3D Matter Made to Order“ am KIT und an der Universität Heidelberg.
Im Zentrum seiner Forschung steht die hochpräzise 3D Additive Fertigung künstlicher Materialien, sogenannter Metamaterialien. Das Maßschneidern der „Meta-Atome“ auf der Nano- oder Mikrometerskala erschafft völlig neue Eigenschaften. Beispielsweise gelang es seinem Team, Tarnkappen in verschiedensten physikalischen Systemen zu realisieren.
Martin Wegener erhielt u.a. den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), den Landesforschungspreis Baden-Württemberg, den Carl-Zeiss-Forschungspreis und den René-Descartes Preis der EU. Er ist Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften (Leopoldina), der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (acatech) und Fellow der Optical Society of America. Er ist Initiator, Mitgründer und Gesellschafter der Nanoscribe GmbH, einem Start-Up des KIT, das innovative 3D-Laserlithografie zur Marktfähigkeit geführt hat.
Exzellenzcluster 3DMM2O
3D Druck auf der Mikrometer- und Nanometerskala
Forschungsschwerpunkt von Prof. Wegener liegt auf dem laserbasierten 3D-Druck, spezifischer dem 3D-Druck im Bereich der Mikrometer- und Nanometerskala. Zudem erforscht Prof. Wegener Metamaterialien und deren Fertigung mittels 3D-Druck.
Nanotechnologie,
Optik & Photonik
Forschungsfelder
Details zur aktuellen Forschung
Tailored distributions of artificial materials called metamaterials allow for designing and fabricating invisibility cloaks in optics and counterparts thereof in other areas of physics. For example, cloaking can be used for making metal contact grids on solar cells invisible, thereby increasing the energy conversion efficiency by as much as 10% [1]. In the diffusive regime of light propagation, invisibility cloaking is also possible [2] and can, for example, be applied for homogenizing the light emission from large-area organic light-emitting diodes (OLED). The latter were inspired by thermal cloaks [3].
In a project of the Hector Fellow Academy jointly conducted with Hector Fellow Peter Gumbsch, mechanical metamaterials are being investigated. This has led to static mechanical cloaks [4,5] and to modified pentamode metamaterials [6] that might enable cloaks for mechanical waves in the future. Furthermore, tailored buckling nonlinear mechanical metamaterials can be designed that allow for large specific energy absorption – while being reusable. Metamaterials with tailored thermal expansion are another area of current research.
As another example for optical metamaterial, three-dimensional gold-helix architectures can be used as broadband circular polarizers [7]. Advanced versions thereof [8] take advantage of stimulated emission depletion (STED) laser lithography beyond the Abbe diffraction limit [9].
A more complete list of publications of the Wegener group can be found at http://www.aph.kit.edu/wegener/77.php
References
[2] Invisibility Cloaking in a Diffusive Light Scattering Medium, R. Schittny, M. Kadic, T. Bückmann, and M. Wegener, Science 345, 427 (2014)
[3] Experiments on transformation thermodynamics: Molding the flow of heat, R. Schittny, M. Kadic, S. Guenneau, and M. Wegener, Phys. Rev. Lett. 110, 195901 (2013)
[4] An elasto-mechanical unfeelability cloak made of pentamode metamaterials, T. Bückmann, M. Thiel, M. Kadic, R. Schittny, and M. Wegener, Nature Commun. 5, 4130 (2014)
[5] Cloak design by direct lattice transformation, T. Bückmann, M. Kadic, R. Schittny, and M. Wegener, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 112, 4930 (2015)
[6] Pentamode metamaterials with independently tailored bulk modulus and mass density, M. Kadic, T. Bückmann, R. Schittny, P. Gumbsch, and M. Wegener, Phys. Rev. Appl. 2, 054007 (2014)
[7] Gold helix photonic metamaterial as broadband circular polarizer, J.K. Gansel, M. Thiel, M.S. Rill, M. Decker, K. Bade, V. Saile, G. von Freymann, S. Linden, and M. Wegener, Science 325, 1513 (2009)
[8] Gold triple-helix mid-infrared metamaterial by STED-inspired laser lithography, J. Kaschke and M. Wegener, Opt. Lett. 40, 3986 (2015)
[9] Three-dimensional optical laser lithography beyond the diffraction limit, J. Fischer and M. Wegener, Laser Phot. Rev. 7, 22 (2013)