Für ultradünne Schichten um die halbe Welt

Dr. Thaís Chagas kommt aus der brasilianischen Millionen-Stadt Belo Horizonte. Mit einem Stipendium der Alexander-von-Humboldt-Stiftung forscht sie nun zwei Jahre lang an der Uni Siegen im Bereich der experimentellen Nanophysik.

Knapp 30 Grad und strahlender Sonnenschein – verglichen mit vier Grad, dicken Wolken und vereinzelten Schneeregen-Schauern. Was das Wetter angeht, hat Dr. Thaís Chagas keinen guten Tausch gemacht, das ist in ihrer brasilianischen Heimatstadt Belo Horizonte aktuell deutlich besser als im Siegerland. Trotzdem ist die 30jährige Physikerin froh, hier zu sein: Ein Stipendium der Alexander-von-Humboldt-Stiftung ermöglicht ihr einen zweijährigen Forschungsaufenthalt am Department Physik der Uni Siegen. Als Mitglied der Arbeitsgruppe „Experimentelle Nanophysik“ von Prof. Dr. Carsten Busse beschäftigt sich Chagas mit „ultradünnen Schichten“ – neuartigen, zweidimensionalen Materialien mit sehr speziellen Eigenschaften.

„Zu solchen Materialien habe ich auch in Brasilien schon intensiv geforscht. Dort ging es vor allem darum, sie mikroskopisch zu untersuchen. Hier in Siegen gibt es die Technik und das Know-How, die Materialien auch selbst herzustellen und mit ihnen zu experimentieren“, sagt Thaís Chagas. Durch eine Publikation war die Brasilianerin auf die Forschungsarbeit der Siegener PhysikerInnen um Prof. Busse aufmerksam geworden. Im Herbst 2018 kam sie dann für einen ersten, einjährigen Forschungsaufenthalt an die Uni Siegen – finanziert durch ein Stipendium der brasilianischen Regierung. Die Chemie zwischen ihr und dem Siegener Team stimmte: Prof. Busse begleitete anschließend als Zweitbetreuer Chagas` Doktorarbeit an ihrer brasilianischen Universität und freut sich, dass die Nachwuchswissenschaftlerin jetzt erneut Mitglied seiner Arbeitsgruppe ist.

„Es ist toll, dass Thaís diesmal für längere Zeit mit uns arbeiten kann. Das Stipendium der Humboldt-Stiftung schafft dafür die allerbesten Rahmenbedingungen“, sagt Prof. Busse, der immer noch erleichtert ist, dass er „seine“ Stipendiatin im Herbst tatsächlich in Siegen begrüßen konnte. Corona habe den Plänen beinahe einen Strich durch die Rechnung gemacht, erinnern sich Busse und Chagas: „Im Sommer gab es einen kompletten Einreise-Stopp aus Brasilien. Alle Versuche, eine Reiseerlaubnis zu bekommen, erschienen aussichtslos.“ Chagas hatte sogar schon darüber nachgedacht, über Ecuador und Portugal nach Deutschland zu kommen, als die Regeln plötzlich gelockert wurden. „Gerade noch rechtzeitig“, freut sich die Brasilianerin.

Dank schon bestehender Freundschaften aus ihrer ersten Zeit in Siegen konnte Thaís Chagas nach ihrer Ankunft schnell wieder Fuß fassen. „Das ‚International Office‘ der Uni hat mir auch sehr geholfen. Es organisiert zum Beispiel regelmäßige Treffen mit anderen internationalen Studierenden – auch wenn die wegen Corona zurzeit leider nur digital stattfinden“, erzählt Chagas. Auch mit den Siegenerinnen und Siegenern habe sie nur positive Erfahrungen gemacht: „Im Alltag sind die Menschen sehr nett und hilfsbereit. Sehr viele bieten mir ihre Unterstützung an.“

Die Forschungsarbeit der Post-Doktorandin läuft wenige Wochen nach dem offiziellen Start des Stipendiums schon wieder auf Hochtouren: Am Beispiel des Schicht-Kristalls „Tantaldisulfid“ untersucht sie, wie sich die Eigenschaften von Materialien gezielt verändern lassen. „Das ist möglich, wenn wir die atomare Struktur verändern, zum Beispiel einzelne Atome hinzufügen. Die chemische Formel bleibt dieselbe, aber das Material liegt dann in einer anderen ‚Phase‘ vor, wie wir Physiker sagen“, erklärt Chagas. Das Faszinierende daran: „Ein- und dasselbe Material kann in einer Phase zum Beispiel Strom leiten, in einer anderen Phase besitzt es diese Eigenschaft hingegen nicht.“

Prof. Busse und sein Team experimentieren schon seit vielen Jahren mit solchen Materialien, die in Zukunft zum Beispiel beim Bau winziger Chips oder Sensoren zum Einsatz kommen könnten. „Der Startpunkt war Graphen, inzwischen hat sich daraus eine ganze Familie zweidimensionaler Materialien entwickelt“, sagt der Arbeitsgruppenleiter. Häufig machen er und seine KollegInnen dabei auch überraschende Entdeckungen. „Das ist ein bisschen wir bei Alexander von Humboldt und seinen Forschungsreisen. Was man vermeintlich ‚nebenbei‘ entdeckt, ist manchmal spannender als das, wonach man eigentlich gesucht hat“, lacht Busse.

Offen sein, lernen und möglichst viel mitnehmen – das hat sich Thaís Chagas für ihren Forschungsaufenthalt an der Uni Siegen vorgenommen. Grundsätzlich kann sie sich auch vorstellen, länger als zwei Jahre zu bleiben. „Allerdings vermisse ich meine Familie schon sehr. Und ein bisschen auch das warme Wetter in Belo Horizonte“, gibt die Brasilianerin zu.

Kontakt:
Prof. Dr. Carsten Busse
E-Mail: Busse@physik.uni-siegen.de
Tel: 0271 740 3583