Das Praktikum verbindet Hands-on-Experimentieren mit aktueller Forschung: Die Studierenden entdecken, wie man atomdünne Schichten sichtbar macht, lernen moderne Messmethoden kennen und bekommen gleichzeitig einen echten Einblick in aktuelle Forschungsprojekte der Gruppe.

Hier erzählt Sai Shradha selbst von ihrem Praktikum, den Zielen für die Studierenden und den geplanten Weiterentwicklungen:

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Was hat Sie dazu inspiriert, gerade dieses Bachelor-Praktikum zu entwickeln, und was macht es für Sie besonders?

Im Jahr 2023 hatten wir die Gelegenheit, ein neues Experiment für das Fortgeschrittenen-Praktikum (FP) aufzubauen. Die Entscheidung, das Experiment auf 2D-Quantenmaterialien zu fokussieren, lag nahe – nicht nur, weil dies das Forschungsgebiet unserer Arbeitsgruppe, der AG Hybride Quantensysteme, ist, sondern auch wegen der Vielseitigkeit dieses Feldes.

Es gibt Experimente für alle Erfahrungsstufen – Bachelor, Master oder Doktoranden. Mit wenigen Bauteilen entstand ein Mikroskop, das den Studierenden Zugang zur modernen Quantenfüsik ermöglicht. Besonders gefällt mir, dass der Aufbau, der für das FP konzipiert wurde, direkt in unserer Forschung eingesetzt werden kann, zum Beispiel um einzelne Schichten von Übergangsmetall-Dichalkogeniden zu identifizieren.

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Was macht das Praktikum besonders, und was glauben Sie, hat dazu beigetragen, dass es mit dem Athene-Preis ausgezeichnet wurde? Welche Rolle spielt die Zusammenarbeit mit Kolleg:innen und Studierenden?

Das FP vermittelt grundlegende Aspekte der aktuellen Forschung zu Quantenmaterialien. Besonders hervorzuheben ist die einfache Versuchsanordnung und die direkte Verbindung zur laufenden Forschung in Materialfüsik und Optik. Es handelt sich nicht um ein Experiment, das ausschließlich für die Lehre entwickelt wurde. Viele Studierende, die das FP absolviert haben, konnten anschließend auch in unseren verschiedenen Forschungsprojekten mitarbeiten.

Die Zusammenarbeit war in allen Phasen entscheidend: Der Aufbau wurde gemeinsam mit meiner Kollegin Dr. Daria Markina entwickelt und gebaut. Anschließend testete der damalige Bachelor-Student MSc. Anton Lögl den Aufbau und gab uns Feedback zu möglichen Hürden, auf die Studierende stoßen könnten – das verbesserte unsere Vorgehensweise erheblich. Auch unser Gruppenleiter, Prof. Bernhard Urbaszek, ist sehr engagiert in der Lehre, hat zahlreiche Diskussionen über das FP geführt und sogar Zeit im Labor verbracht, während wir den Aufbau einrichteten. Das war stets sehr motivierend.

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Welche Fähigkeiten oder Kenntnisse sollen die Studierenden am Ende des Praktikums mitnehmen – und welche Aspekte sollen besonders begeistern oder motivieren?

Am Ende des Praktikums hoffe ich, dass die Studierenden ein grundlegendes Verständnis für die Eigenschaften von 2D-Materialien gewonnen haben. Dies ist ein relativ neues Forschungsfeld – das erste 2D-Material wurde erst 2004 isoliert. Daher ist es besonders spannend, schon während des Studiums Zugang zu Experimenten in diesem Bereich zu erhalten. Viele sind fasziniert, dass sich Schichten zeigen lassen, die nur wenige Atome dick sind (< 1 nm).

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Gab es besondere Herausforderungen bei der Umsetzung des Praktikums, und wie haben Sie diese gemeistert?

Das Handbuch für das Praktikum musste mehrfach überarbeitet werden. Immer wenn mir während des Praktikums auffiel, dass etwas für die Studierenden nicht ganz klar war, habe ich das Handbuch angepasst und verbessert.

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Wie eng ist das Praktikum mit Ihrer eigenen Forschung in den Festkörper-Quantentechnologien verknüpft, und welche Aspekte der Forschung können die Studierenden besonders erleben?

Das Experiment ist eng mit der Forschung unserer Gruppe verbunden. Die Proben, mit denen die Studierenden arbeiten, nutzen wir auch als Referenzproben in unseren laufenden Experimenten. Das Praktikum bietet den Studierenden somit nicht nur die Möglichkeit, ihr Wissen zu erweitern, sondern auch einen direkten Einblick in aktuelle Forschungsthemen im Bereich der 2D-Materialien.

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Welche neuen Ideen oder Experimente würden Sie in Zukunft gerne in das Praktikum integrieren, z. B. gemeinsam mit Kolleg:innen oder Studierenden?

Derzeit liegt der Schwerpunkt des Experiments auf der Mikroskopie, also dem gezielten Aufnehmen von Bildern der Proben. Mit dieser Methode ist die Auswahl der spezifischen Materialien noch eingeschränkt. Wir hoffen, in Zukunft Spektroskopie in das Praktikum zu integrieren, damit die Studierenden auch die Emissionsspektren verschiedener 2D-Materialien beobachten können.

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Das Praktikum von Sai Shradha zeigt eindrucksvoll, wie Studierende frühzeitig praxisnah in aktuelle Forschung eingebunden werden können. Wer neugierig auf Quantentechnologien ist, bekommt hier einen spannenden Einblick in die experimentelle Welt der 2D-Materialien – und in die Begeisterung, die gute Lehre auslösen kann.