Hector Fellow seit 2008
Prof. Dr. Martin Wegener

Prof. 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.

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Promo­tion Vakant ab 2023

Martin Wegener steht ab 2023 zur Betreu­ung von Doktorand*innen zur Verfügung.

   

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.

   
Forschungsfeld Physik

— Physik

Forschungsfeld Ingenieurwesen

— Ingenieur­we­sen

Nanotech­no­lo­gie,
Optik & Photonik

Forschungs­fel­der

5
Metama­te­ria­lien in Optik, Mecha­nik und Thermodynamik
5
Dreidi­men­sio­nale optische Laser­li­tho­gra­phie (d.h. 3D Mikro- bzw. Nanodrucker)

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

[1] Cloaked contact grids on solar cells by coordi­nate trans­for­ma­ti­ons: Designs and proto­ty­pes, M. Schumann, S. Wiesend­an­ger, J.-C. Goldschmidt, B. Bläsi, K. Bittkau, U.W. Paetzold, A. Sprafke, R. Wehrspohn, C. Rockstuhl, and M. Wegener, Optica 2, 850 (2015)

[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)