Kontaktoplysninger

Thomas Christensen 

Forskningsinstitution

Massachusetts Institute of Technology Department of Physics i Massachusetts, USA.

Forskningsprojekt

Kollektive excitationer i todimensionelle materialer: elektronisk anslåen og manipulation af plasmoner. 

Forskertalent

Thomas Christensen

Postdoc, ph.d, født 1988

Fagområde

Fysik med speciale i nanofotonik og plasmonik. 

Hvad handler dit projekt om?

De frie ladningsbærere i metaller kan under afpassede forhold understøtte kollektive oscillationer kaldet plasmoner. Plasmonerne oscillerer ved egenfrekvenserne af det ladningsbærende plasma og har en karakter af delvis elektronisk, delvis fotonisk art. Et væld af muligheder for at bryde rammerne inden for elektronik og optik opstår i dette krydsfelt, f.eks. sprængning af diffraktionsgrænsen. På trods af plasmoners duale natur er deres konventionelle anslåen dog primært opnået på optisk vis. I projektet vil vi teoretisk undersøge mulighederne for excitation på elektronisk vis, særligt i todimensionelle materialer såsom grafen og topologiske isolatorer. Disse todimensionelle materialer er ideelle kandidater til studiet af elektron-plasmon interaktion grundet deres høje elektroniske mobilitet og store grad af justerbarhed via elektriske felter. 

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Ved omkring midtpunktet af min studietid på DTU begyndte jeg at fange interesse for især to grene af fysik, navnlig fotonik og faststoffysik. Plasmoniske effekter udgør et særligt interessant element i grænselandet mellem disse to retninger, som jeg fandt særligt attraktivt grundet dets store spænd af formelle teoretiske tilgange og beskrivelsesmuligheder – og dertilhørende mangfoldighed af fortolkninger og knytninger til andre felter. Efter både et speciale og en ph.d. i feltet er min appetit på at udvide repertoiret af tilgange til feltet kun vokset. De mange teknologiske og videnskabelige muligheder i feltet er en væsentlig motivator i det daglige arbejde. 

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

Plasmoniske excitationer spiller endnu – på trods af deres unikke og fascinerende egenskaber – ikke en stor rolle i dagligdagens teknologi. En af årsagerne til det er, at de konventionelt er svære at manipulere effektivt på elektronisk vis, og således er udfordrende at integrere med eksisterende teknologi. Overvindelse af denne barriere er derfor et kritisk element i den praktiske realisering af plasmoners teknologiske potentiale, hvori plasmoner f.eks. kan agere som bindeled mellem fotoniske og elektroniske elementer. Egenskaberne af plasmoner i de nye klasser af todimensionelle materialer udgør ligeledes en attraktiv platform for udvidelse og generalisering af forskningen i plasmonik.   

Hvilke perspektiver vurderer du selv, at din forskning på sigt kan have for det omgivende samfund?

Kollektive excitationer, hvori plasmoner udgør en hjørnesten, repræsenterer et forskningsfelt, der simultant indeholder et stort grundvidenskabeligt og teknologisk potentiale. Således vil landvindinger i feltet både gavne den fremtidige grundlæggende forståelse af fysik, men også gøre sin indflydelse gældende i såvel kerne- som delelementer af fremtidige teknologiske løsninger til de udfordringer, det globale samfund i dag møder. Særligt forventes store anvendelsesmuligheder i krydsfeltet mellem fotonik og elektronik, herunder især ved forbedring af fotovoltaiske løsninger med heraf udspringende fremskridt i solcelleteknologi. 

Hvad vil det betyde for din forskerkarriere, at du indgår i Sapere Aude-programmet?

Sapere Aude-programmet giver mig en unik mulighed for at udvide omfanget af projektet betragteligt, især med henblik på øget responsivitet til opstående udviklinger i feltet samt til at udvide projektets spændvidde. Dertil er programmet en væsentlig og ansporende anerkendelse af projektet, der som praktisk resultat giver mig mulighed for en større forskningsmæssig kontinuitet på både kort og længere sigt. Endelig giver det mig forbedrede vilkår for opbyggelsen af et internationalt forskningsnetværk til fremtidig nytte. 

Forskningsprojektets videnskabelige titel

Collective effects in two-dimensional materials: electronic excitation and manipulation of plasmons 

Lidt om mennesket bag forskeren

Jeg nyder at vandre, rejse, spise og drikke godt, læse og lære nye ting og frem for alt se verden fra skiftende og komplementære perspektiver. Jeg bruger min fritid i Boston med min kone, hvor vi glæder os over de mange nye indtryk, oplevelser og muligheder som byen bringer. Til vintertid ser jeg frem til at udforske mulighederne for alpint skiløb i USA og Canada. 

Gymnasium og bopælskommune

Student fra Gladsaxe Gymnasium og bopæl i Boston, USA.