Forschungsbericht 2025

Optische und Elektronische Materialien E-12

Leitung: Eich, Manfred
Oberingenieur: Petrov, Alexander

Institut auf TORE
Institutswebsite

The Institute of Optical and Electronic Materials at Hamburg University of Technology has its main research focus in silicon photonics, structured optical materials and thermal photonics. In the field of silicon photonics there is extensive experience with integrated structures for light manipulation on chip. The structured optical materials include metamaterial, opals, photonic glasses and nanoporous dielectrics and metals. The thermal photonics and structured optical materials are studied in the frame of DFG Collaborative Research Center (SFB 986) “Tailor-Made Multi-Scale Material Systems – M³”, where the institute director is one of the coordinators.

Publikationen

• Printing photonic-based thermal barrier coatings onto metal alloy - Journal Article
  Gomez Gomez, Alberto; Ribas Gomes, Diego; Winhard, Benedikt; Maragno, Laura G.; Jiménez, Antoine; Thibaudet, Marie; Brandt, Julia; Petrov, Alexander; Eich, Manfred; Pagnan Furlan, Kaline
  Nature Communications 16 (1): 6034 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• 2D photonic crystal emitter at 1,400°C for thermophotovoltaic energy harvesting - Journal Article
  Chirumamilla, Manohar; Vaidhyanathan Krishnamurthy, Gnanavel; Häntsch, Quynh Yen; Finsel, Maik; Shang, Guoliang; Rout, Surya Snata; Maiwald, Lukas; Krekeler, Tobias; Ritter, Martin; Störmer, Michael; Pedersen, Kjeld; Vossmeyer, Tobias; Schneider, Gerold A.; Eich, Manfred; Petrov, Alexander
  Cell Reports 6 (10): 102850 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Mitigating the film-substrate decohesion in nanoporous metals - Journal Article
  Henkelmann, Gideon; Wu, Xinyan; Weissmüller, Jörg
  APL materials 13 (9): 091116 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Optical properties of nanoporous gold and their change upon electrochemical oxidation - Conference Paper
  Pfeiffer, Maurice; Wu, Xinyan; Eich, Manfred; Petrov, Alexander
  15th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics, META 2025
  
  
• Water-based cylindrical metamaterials with radial anisotropy for electric field enhancement and suppression - Conference Paper
  Brandt, Julia; Renner, Hagen; Langer, Dominik; Eich, Manfred; Kölpin, Alexander; Petrov, Alexander
  15th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics, META 2025
  
  
• Geometric approach to design of photonic crystals and metamaterials via optimal toric packings - Journal Article
  Itin, Alexander
  Physical Review B 111 (12): L121404 (2025)
  Publisher DOI
  
  
• On-chip full-UV-band photodetectors enabled by hot hole extraction - Journal Article
  Karmakar, Sougata; Ash, Soham; Haque, Sinorul; Murugasenapathi, Natchimuthu Karuppusamy; Sridevi, M.; Mandal, Indrajeet; Ghorai, Gurupada; Muhammed Ali, A. V.; Gosvami, Nitya Nand; Krishnan, Naduvath Mana Anoop; Kanungo, Sayan; Chirumamilla, Manohar; Palanisamy, Tamilarasan; Singh, Rajan Kumar; Allu, Amarnath R.; Rao, K. D. M.
  ACS Nano 19 (6): 6309-6319 (2025)
  Publisher DOI
  
  
• Pulse-self-steepening via optical push broom - Conference Paper
  Zhang, Boyi; Pfeiffer, Maurice; Lonshakov, Evgeny; Vega, Felix; Eich, Manfred; Petrov, Alexander; Gaafar, Mahmoud Abdelaziz
  Conference on Lasers and Electro Optics Europe and European Quantum Electronics Conference, CLEO 2025
  Publisher DOI
  
  
• On-chip nonlinear light manipulation via moving refractive index fronts - Doctoral Thesis
  Gaafar, Mahmoud Abdelaziz
  Habilitation - Technische Universität Hamburg (2025)
  
  
• On the combination of pyrolysis and plasma to create Parylene C thin films - Conference Paper
  Schober, Konstanze; Meyer, Niklas; Brandt, Julia; Koldehoff, Jasmin; Trieu, Hoc Khiem
  11. MikroSystemTechnik Kongress 2025
  Publisher DOI
  
  
• Geometric approach based on optimal toric packings for photonic crystals and metamaterials design - Conference Paper
  Itin, Alexander
  15th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics, META 2025
  Open Access
  
  
• Elimination of dispersion ripples in a waveguide cavity using two slightly dispersion-shifted Bragg gratings - Conference Paper
  Renner, Hagen; Preuß, Hendrik; Kondratyev, Nikita; Wildi, Thibault; Vega, Felix; Herr, Tobias; Eich, Manfred; Petrov, Alexander; Gaafar, Mahmoud Abdelaziz
  Conference on Lasers and Electro Optics Europe and European Quantum Electronics Conference, CLEO 2025
  Publisher DOI
  
  

Projekte

• EXC 3120 BlueMat - Research Topic C2: Tunable MIR and NIR Permittivity by Electrochemical Oxidation and Hydrogen Insertion
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2026-2032
  Projektleitung: Pagnan Furlan, Kaline; Zierold, Robert
  Co-Projektleitung: Goy, Claudia; Petrov, Alexander; Rossi, Mariana; Stierle, Andreas; Vonbun-Feldbauer, Gregor
  Mitarbeitende: Emma Wollesen
  Externe beteiligte Einrichtungen: Universität Hamburg; Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
  
  
• EXC 3120 BlueMat - Research Topic C3: Scattering of NIR and Visible Light by Reversible Plasmonic Cluster Formation
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2026-2032
  Projektleitung: Blick, Robert H.; Parak, Wolfgang J.
  Co-Projektleitung: Huber, Patrick; Petrov, Alexander; Schulz, Florian; Zierold, Robert
  Mitarbeitende: Tobias Müller; Della Prasad
  Externe beteiligte Einrichtungen: Universität Hamburg
  
  
• EXC 3120 BlueMat - Research Topic C4: Scattering of Visible Light by Control of Water Distribution
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2026-2032
  Projektleitung: Huber, Patrick; Petrov, Alexander
  Co-Projektleitung: Fröba, Michael; Pagnan Furlan, Kaline; Meißner, Robert; Zierold, Robert
  Mitarbeitende: Kaya, Tarik; Vincente Della Balda
  Externe beteiligte Einrichtungen: Universität Hamburg; Karlsruher Institut für Technologie
  
  
• EXC 3120 BlueMat - Research Topic C1: Tunable Microwave and MIR Permittivity by Control of Water Distribution
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2026-2032
  Projektleitung: Gurikov, Pavel; Kölpin, Alexander
  Co-Projektleitung: Artemov, Vasily; Blick, Robert H.; Pagnan Furlan, Kaline; Huber, Patrick; Petrov, Alexander; Rossi, Mariana; Schlaich, Alexander; Smirnova, Irina; Zierold, Robert
  Mitarbeitende: Nagshi, Paras; Rasmus Mentzer; Emma Wollesen; Tobias Müller; Della Prasad
  Externe beteiligte Einrichtungen: Universität Hamburg; Karlsruher Institut für Technologie
  
  
• Fourier-Optik und Lichtspeicherung mit nichtlinearen Fronten
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2022-2026
  Projektleitung: Eich, Manfred; Petrov, Alexander
  
  
• AI for photonics
  Laufzeit 2021-2025
  Projektleitung: Petrov, Alexander; Eich, Manfred; Itin, Alexander
  
  

Kooperationspartner

• Prof. Juntao Li, Sun Yat-sen University, China
• Dr. Michael Störmer, Helmholtz-Zentrum Hereon
• Prof. Carsten Rockstuhl, KIT, Germany
• Prof. Jacob Khurgin, Johns Hopkins University, USA
• Prof. Toshihiko Baba, Yokohama National University, Japan

Großgeräte

• 3D Laser Lithography, Photonic Professional GT+
  DOI: 10.15480/882.14677
  DFG-Geräteklassifikation: 5790 -- Sonstige Laser und Zubehör (außer 5700-5780)
  
  
  • 3D Laser Lithography, Photonic Professional GT+ - Extension: Large Feature Set
    Hersteller: Nanoscribe GmbH & Co. KG
    DOI: 10.15480/882.14684
    
    
  • 3D Laser Lithography, Photonic Professional GT+ - Extension: medium feature set
    Hersteller: Nanoscribe GmbH & Co. KG
    DOI: 10.15480/882.14696
    
    
  • 3D Laser Lithography, Photonic Professional GT+ - Extension: small feature set
    Hersteller: Nanoscribe GmbH & Co. KG
    DOI: 10.15480/882.14676
    
    
• FTIR Spectrometer, Vertex 70
  Hersteller: Bruker Optics GmbH & Co. KG
  DOI: 10.15480/882.14679
  DFG-Geräteklassifikation: 1830 -- FTIR-Spektrometer
  
  
  • FTIR Spectrometer, Vertex 70 - Extension: Software Upgrade Opus
    Hersteller: Bruker Optics GmbH & Co. KG
    DOI: 10.15480/882.14697
    
    
  • FTIR Spectrometer, Vertex 70 - Extension: High Temperature Vacuum Chamber
    Hersteller: LAT-Labor- u.Analysen-Technik
    DOI: 10.15480/882.14681
    
    
  • FTIR Spectrometer, Vertex 70 - Extension: Integrating Sphere
    Hersteller: Bruker Optics GmbH & Co. KG
    DOI: 10.15480/882.14682
    
    
  • FTIR Spectrometer, Vertex 70 - Extension: Polarizer
    Hersteller: Bruker Optics GmbH & Co. KG
    DOI: 10.15480/882.14698
    
    
• FTIR Spectrometer, Vertex 70 - Extension: Microscope, Hyperion 2000
  DOI: 10.15480/882.14690
  DFG-Geräteklassifikation: 1880 -- Auswertegeräte, Zubehör und Bauelemente für optische Spektrometer
  
  
• Hot Disk Thermal Constant Analyser, TPS 2300S
  DOI: 10.15480/882.14692
  DFG-Geräteklassifikation: 8690 -- Wärmeleitfähigkeits-Messgeräte (außer für Chromatographie 1380)
  
  
• Laser Flash Thermal Constant Analyser, LFA-1000/1600°C/
  Hersteller: Linseis Messgeräte GmbH
  DOI: 10.15480/882.14664
  DFG-Geräteklassifikation: 8690 -- Wärmeleitfähigkeits-Messgeräte (außer für Chromatographie 1380)
  
  
• Laser Scanning Microscope, LSM 700
  Hersteller: Carl Zeiss Microscopy GmbH
  DOI: 10.15480/882.14689
  DFG-Geräteklassifikation: 5090 -- Laser-Scanning-Mikroskope
  
  
  • Laser Scanning Microscope, LSM 700 - Extension: Calibration Objective LSM M27
    Hersteller: Carl Zeiss Microscopy GmbH
    DOI: 10.15480/882.14687
    
    
  • Laser Scanning Microscope, LSM 700 - Extension: CCD-Spectrometer
    Hersteller: A.S. & Co. Gesellschaft für Synergien in Optik und Telematik mbH, München
    DOI: 10.15480/882.14688
    
    
  • Laser Scanning Microscope, LSM 700 - Extension: Objective EC Epiplan-Neofluar 100x/0,90 DIC M27
    Hersteller: Carl Zeiss Microscopy GmbH
    DOI: 10.15480/882.14699
    
    
• Laser System, C-Fiber HP Femtosecond Fiber Laser
  DOI: 10.15480/882.14704
  DFG-Geräteklassifikation: 5700 -- Riesenimpuls-Laser (Festkörperlaser)
  
  
• Mid Infrared Supercontinuum Fiber Laser, SuperK MIR
  Hersteller: NKT Photonics GmbH
  DOI: 10.15480/882.14695
  DFG-Geräteklassifikation: 5790 -- Sonstige Laser und Zubehör (außer 5700-5780)
  
  
• Optical Sampling Oscilloscope, Infiniium 86100D DCA-X
  DOI: 10.15480/882.14701
  DFG-Geräteklassifikation: 6200 -- Sampling-Oszillographen, -Oszilloskope
  
  
• PEC Measurement System, Zennium X
  Hersteller: Zahner-Elektrik GmbH & Co. KG
  DOI: 10.15480/882.14700
  DFG-Geräteklassifikation: 1490 -- Sonstige Geräte der Elektrochemie (außer 1400-1470)
  
  
  • PEC Measurement System, Zennium X - Extension: CIMPS UV Light Source
    Hersteller: Zahner-Elektrik GmbH & Co. KG
    DOI: 10.15480/882.14678
    
    
• Photoluminescence Spectrometer, Edinburgh FLS980
  Hersteller: Hamamatsu Photonics Deutschland
  DOI: 10.15480/882.14685
  DFG-Geräteklassifikation: 1860 -- Spektrometer (spezielle optische)
  
  
• Spectroscopic Ellipsometer, SE-2000
  Hersteller: IMPLOTEX GmbH
  DOI: 10.15480/882.14686
  DFG-Geräteklassifikation: 5360 -- Ellipsometer, Photoelektrische
  
  
• Supercontinuum White Light Laser, SuperK
  Hersteller: NKT Photonics GmbH
  DOI: 10.15480/882.14712
  DFG-Geräteklassifikation: 5790 -- Sonstige Laser und Zubehör (außer 5700-5780)
  
  
• UV/VIS/NIR Spectrometer, Lambda 1050+
  Hersteller: Revvity (Germany) GmbH
  DOI: 10.15480/882.14691
  DFG-Geräteklassifikation: 1800 -- UV-VIS-Spektralphotometer
  
  
• UV/VIS/NIR Spectrometer, Lambda 1050+ - Module: 3 Detectors
  Hersteller: PerkinElmer GmbH
  DOI: 10.15480/882.14702
  DFG-Geräteklassifikation: 1880 -- Auswertegeräte, Zubehör und Bauelemente für optische Spektrometer
  
  
• UV/VIS/NIR Spectrometer, Lambda 1050+ - Module: AHM
  Hersteller: PerkinElmer GmbH
  DOI: 10.15480/882.14693
  DFG-Geräteklassifikation: 1880 -- Auswertegeräte, Zubehör und Bauelemente für optische Spektrometer
  
  
• UV/VIS/NIR Spectrometer, Lambda 1050+ - Module: Integrating Sphere
  Hersteller: PerkinElmer GmbH
  DOI: 10.15480/882.14683
  DFG-Geräteklassifikation: 1880 -- Auswertegeräte, Zubehör und Bauelemente für optische Spektrometer
  
  
• UV/VIS/NIR Spectrometer, Lambda 1050+ - Module: URA
  Hersteller: PerkinElmer GmbH
  DOI: 10.15480/882.14675
  DFG-Geräteklassifikation: 1880 -- Auswertegeräte, Zubehör und Bauelemente für optische Spektrometer
  
  
• Vacuum Furnace, Red Devil G
  Hersteller: R.D. Webb Company Inc.
  DOI: 10.15480/882.14680
  DFG-Geräteklassifikation: 8420 -- Spezielle Öfen (Induktions-, Lichtbogenheizung, Vakuumöfen)