Martin Bremholm

Projekttitel

Avancerede materialer under tryk: forudsigelse, realisering og sammenhænge mellem struktur og egenskaber

Hvad handler dit projekt om?

Fremstilling af nye materialer er en fascinerende disciplin og spiller en afgørende rolle for udvikling af vores forståelse af vekselvirkninger i faste stoffer og materialerne til fremtidens teknologi. Ligesom kulstof omdannes til diamanter under ekstremt tryk, udnyttes tryk i mit projekt til at fremstille avancerede materialer. Derudover bruges tryk til at manipulere materialers atomare struktur, således at sammenhænge mellem struktur og egenskaber kan studeres direkte. I projektet kombineres teoretiske forudsigelser med eksperimenter under tryk for at realisere og studere materialer indenfor to materialeklasser, perovskitter og topologiske isolatorer, som både er spændende rent grundvidenskabeligt og har vigtige teknologiske anvendelser. 

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Da jeg var en helt grøn forskerspire lavede jeg mine første eksperimenter ved synkrotroner, hvor elektroner bevæger sig med nær lysets hastighed og udsender intense røntgenstråler. Det var vildt fascinerende, og synkrotroner har været et omdrejningspunkt i min forskning lige siden. Efter min ph.d. rejste jeg til Princeton University for at få nye erfaringer og inspiration. Under opholdet erfarede jeg, at højtryk er en effektiv måde at opdage nye materialer, og at det stadig er meget underudforsket. I Sapere Aude-projektet samles det hele ved at kombinere brugen af synkrotroner med studier under højt tryk. 

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

En af grundene til at højtryks-materialekemi er relativt underudforsket er, at det er uhyre teknisk udfordrende, det kræver meget specielt apparatur og knowhow, dertil lige dele fingerfærdighed og tålmodig stædighed. Blandt andet fordi eksperimenterne er så udfordrende og ressourcekrævende, har jeg en særlig interesse i at anvende teoretiske metoder, både til forudsigelser, der kan guide eksperimenter, og til fortolkningen af eksperimentelle resultater. Materialerne i mit Sapere Aude-projekt har specielle elektroniske egenskaber, som udfordrer vores forståelse af elektroners opførsel i materialer. Samspillet mellem teoretiske forudsigelser og eksperimenter er et centralt aspekt. 

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

Udover at uddanne en masse unge studerende i materialekemi, trykstudier og meget andet, så er opdagelsen af nye materialer og studier af deres egenskaber helt afgørende for udviklingen af nye teknologier. Materialer med specielle egenskaber er fundamentet for al det teknologi, vi omgiver os med. Perovskit betegner en strukturtype, som udgør en stor klasse af materialer med en lang række særlige fysiske egenskaber, som udnyttes i f.eks. harddiske, sensorer og solceller. Topologiske isolatorer er en nyere klasse af materialer med forskellige strukturer, hvor der konstant opdages nye medlemmer. Deres fællesnævner er elektronernes specielle opførsel. De forventes at finde anvendelser i fremtidens elektronik indenfor spintronics og kvantecomputere, som kommer til at lede til en ny digital revolution med enorm betydning for videnskab og samfund. 

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

Sapere Aude-bevillingen tillader mig at fuldende mit laboratorium, så vi dækker de centrale aspekter i materialekemi: syntese af materialer, karakterisering af atomar struktur og måling af fysiske egenskaber, alt sammen under tryk. De eksperimenter kræver en stærk og dynamisk forskningsgruppe med dedikerede studerende, og med bevillingen kan jeg sikre denne modning af min gruppe. Sapere Aude-programmet tillader os at konkurrere med de bedste grupper i verden. 

Lidt om mennesket bag forskeren

Når jeg ikke arbejder, nyder jeg at løbe lange ture for at koble af og give hjernen frit spil. Nogle gange udskiftes ruterne i Aarhus med meget lange udfordrende ture i lidt mere eksotiske og bjergrige omgivelser, senest i Utah, Alsace og Baskerlandet. Det betyder, at jeg rejser meget med min kæreste, ofte for at mødes med venner og kollegaer. Vi er heldige at have boet i NYC i nogle år, så der går turen ofte til. Min kæreste og jeg er begge glade for urimeligt god mad, så rejserne går også ofte til destinationer med gode køkkener, og så hjælper løbeturene også.