ERC Advanced Grants voor zes fysici

Ben Feringa
Voor RUG-hoogleraar en FOM-werkgroepleider Ben Feringa was het de tweede keer dat hij deze prestigieuze beurs ontving. Feringa, voorzitter van het gebiedsbestuur NWO Chemische Wetenschappen, zal in het nieuwe ERC project verder werken aan door licht aangedreven moleculaire motoren. Hij wil ze nauwkeurig kunnen controleren, zodat ze te gebruiken zijn om slimme materialen te maken die reageren op licht. Kijk voor meer informatie op de website van de Rijksuniversiteit Groningen.

Daniël Vanmaekelbergh
UU-hoogleraar en FOM-werkgroepleider Daniël Vanmaekelberg doet onderzoek naar halfgeleiders met een honingraatgeometrie. De elektronische eigenschappen van een vaste stof worden bepaald door de chemische elementen die aanwezig zijn, de atomaire structuur van die vaste stof en de dimensies van het kristal. Van groot belang voor optische en elektronische toepassingen zijn halfgeleiderkristallen die macroscopisch groot zijn in twee horizontale richtingen (denk aan millimeters tot centimeters) maar zeer dun (enkele miljoensten van een centimeter) in de verticale richting. Deze kristallen worden volop gebruikt voor computer-transistors en als licht-emitterende apparatuur en lasers. Lees verder op de website van de Universiteit Utrecht.

Yuli Nazarov
FOM-werkgroepleider Yuli Nazarov  van het Kavli Institute of Nanoscience (TNW) van de TU Delft ontving de Grant voor zijn onderzoeksvoorstel HITSUPERJU (Higher-dimensional topological solids realized with multi-terminal superconducting junctions). Het project draait om topologische materialen; dit zijn materialen die in bepaalde toestanden zowel eigenschappen van geleiders als van isolatoren bezitten. Topologische materialen zijn relatief recent ontdekt en een hot topic in de vastestof-fysica. Deze exotische materialen zijn fundamenteel gezien interessant en houden tevens de belofte in zich van concrete toepassingen (zoals een kwantumcomputer gebaseerd op Majorana fermionen). Ze zijn echter zeer moeilijk te prepareren en te controleren. Maar bepaalde eigenschappen van topologische materialen kunnen wel uitstekend worden nagebootst door een meervoudige supergeleidende junction. Nazarov vormt een team van theoretici om dit te onderzoeken en met concrete suggesties voor experiment en toepassingen te komen. Kijk voor meer informatie op de website van de TU Delft.

Kjeld Eikema
VU-hoogleraar en FOM-werkgroepleider onderzoeker Kjeld Eikema heeft een ERC grant gekregen voor zijn voorstel 'The Proton Size Puzzle: Testing QED at Extreme Wavelengths'. Het idee is om een van de meest succesvolle theorieën in de natuurkunde, de Quantum Elektrodynamica (QED), op een nieuwe manier te testen met helium+ ionen. Dat is van belang omdat eerdere QED-tests recent tot merkwaardige conclusies over de grootte van het proton hebben geleid. QED is een belangrijk onderdeel van wat natuurkundigen het Standaard Model noemen, dat alle elementaire deeltjes en hun interacties beschrijft. De beroemdste voorspelling van QED is dat zelfs het beste vacuüm nooit echt helemaal leeg is, maar wemelt van de 'virtuele deeltjes' die hun omgeving beïnvloeden. Ze veroorzaken onder andere heel kleine verschuivingen van de energieniveaus van atomen en moleculen, wat met lasers gemeten kan worden. De meeste natuurkundigen waren ervan overtuigd dat QED goed begrepen en correct was, door de geweldig nauwkeurige voorspellingen van bijvoorbeeld de energiestructuur van het waterstofatoom. Kijk voor meer informatie op de website van de VU.

Huib Bakker
Huib Bakker, groepsleider bij en directeur van FOM-instituut AMOLF heeft een ERC Advanced Grant toegekend gekregen voor zijn onderzoek aan protongeleiding in gestructureerd water. Het transport van protonen door waterig milieu speelt een hele belangrijke rol in waterstofbrandstofcellen en in metabolische processen in levende cellen. Dit transport vindt vaak plaats langs oppervlakken en door kanaaltjes met een diameter van de orde van 1 nanometer (10^-9 meter). De interactie van de watermoleculen met een oppervlak of de wanden van een nanokanaaltje leidt vaak tot een bijzondere waterstofgebrugde structuur van het water, die sterk afwijkt van de structuur van bulk vloeibaar water of ijs. In dit onderzoeksproject zal worden onderzocht hoe de structuur van water bij oppervlakken en in nanokanaaltjes de snelheid en het mechanisme, waarmee protonen zich door het water bewegen, beïnvloedt. In dit onderzoek zal gebruik worden gemaakt van geavanceerde niet-lineaire spectroscopische technieken, waarmee het mogelijk is om de dynamica van protonen dichtbij oppervlakken en in nanokanaaltjes te volgen met een tijdsresolutie van 100 femtoseconden (10^-13 seconde). Een belangrijk doel van het onderzoek is uit te vinden hoe de beweeglijkheid van de protonen in natuurlijk en artificiële systemen kan worden beïnvloed via de moleculaire eigenschappen van het oppervlak en de dimensies van de nanokanaaltjes. Een ultiem doel is om de protonbeweeglijkheid te schakelen met behulp van een elektrisch veld, en op die manier een field-effect proton transistor te realiseren. Kijk voor meer informatie over het onderzoek van Huib Bakker op de AMOLF-website.

Albert Polman
AMOLF-onderzoeker Albert Polman ontving een ERC Advanced Grant voor de ontwikkeling van tijd-opgeloste kathodeluminescentie microscopie. Bij deze nieuwe techniek scant een gepulste elektronenbundel over het oppervlak van een materiaal en verzamelt daarbij het uitgezonden licht. Dit maakt het mogelijk optische verschijnselen te bestuderen met een ruimtelijke resolutie van tien nanometer (een nanometer is één miljardste meter) en een tijd-resolutie van één picoseconde (een biljoenste van een seconde). De nieuwe microscoop maakt het mogelijk quantum-optische verschijnselen op de nanoschaal te bestuderen. De microscoop zal tevens een sleutelrol spelen in AMOLF’s onderzoeksprogramma naar zonnecellen. In 2011 ontving Polman ook een ERC Advanced Grant voor zijn onderzoek aan optische metamaterialen. Kijk voor meer informatie over het onderzoek van Albert Polman op de AMOLF-website.