Oliver Schmidt (Physiker)

Oliver G. Schmidt (* 4. Juli 1971 in Kiel) ist ein deutscher Physiker und Professor an der TU Chemnitz. Er forscht auf dem Gebiet der Nanowissenschaften und Nanotechnologien.

Leben

Nach seinem Abitur an der Deutschen Schule in London 1990 studierte Schmidt Physik an der Christian-Albrechts-Universität Kiel, am King’s College London und an der Technischen Universität Berlin, wo er 1996 sein Diplom in Physik erhielt und 1999 bei Dieter Bimberg und Klaus von Klitzing promoviert wurde. 2003 habilitierte er sich an der Universität Hamburg. Von 2002 leitete er eine Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart, bis er 2007 zum Professor an der Technischen Universität Chemnitz berufen wurde. In der Zeit von 2007 bis 2021 war er zeitgleich Direktor des Instituts für Integrative Nanowissenschaften am Leibniz IFW Dresden. 2021 nahm er einen Ruf auf die Professur Materialsysteme der Nanoelektronik an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnikder TU Chemnitz an.[1]

Wirken

Der Forschungsschwerpunkt von Oliver Schmidt ist die Herstellung und Integration von funktionalen Nanostrukturen in selbstorganisierten Mikro- und Nanoarchitekturen. Seine Forschungsaktivitäten sind ausgesprochen vielfältig und reichen von der Nanophotonik bis zur Mikrorobotik. Zusammen mit seinem Team ist er durch eine Vielzahl von wissenschaftlichen Arbeiten bekannt geworden. Darunter zählen die erste experimentelle Demonstration einer flexiblen,[2] dehnbaren[3] und nicht wahrnehmbaren[4] Magnetoelektronik, die Herstellung der schnellsten[5] und hellsten[6] Quellen verschränkter Photonen, die Konzeption und Konstruktion der kleinsten Düsenantriebe der Welt,[7][8][9] den ersten selbst-angetriebenen Mikrobohrer[10] und die Erfindung des „Spermbots“ als komplett neuer Ansatz für biomedizinische Anwendungen.[11][12][13]

Er ist ein Pionier der selbstaufgerollten Mikro- und Nanoröhrchen[7][14] und hat das Potential dieser Technologie in einer Vielzahl von Anwendungen ausgeschöpft. Dazu gehört insbesondere das Lab-in-a-tube Konzept,[15][16] bei dem ultra-kompakte Device-Komponenten in einem chip-integrierten Mikroröhrchen-Kanal kombiniert werden, um einzelne Zellen und Biomaterialien hochempfindlich zu detektieren und zu analysieren.[17][18][19][20][21][22][23] Er hat mit seiner Gruppe eine Vielzahl von selbstaufgerollten Komponenten und Bauelementen erstmals realisiert:

  • vertikale Ringresonatoren im sichtbaren spektralen Bereich[24][25]
  • Wellenleiter[26]
  • optofluidische Sensoren[27][28]
  • optochemische Sensoren[29]
  • Add-drop filter[30]
  • Kondensatoren[31][32]
  • Transistoren[33]
  • Transformatoren[34]
  • magnetische Sensoren[35]
  • Giant Magnetic Impedance (GMI) Sensoren[36]
  • Antennen[37]
  • biomemetische Schaltkreise[38]

Darüber hinaus wurden an seinem Institut selbstgewickelte Schichtmaterialien erstmals für den Einsatz in Lithiumionenbatterien eingesetzt.[39][40][41]

Preise und Auszeichnungen

  • 1993 Perkin-Elmar-Prize, King’s College London
  • 2000 Otto-Hahn-Medaille, Max-Planck-Gesellschaft
  • 2002 Philip Morris Forschungspreis, Philip Morris Stiftung
  • 2004 Heinrich-Düker-Preis, Kepler-Seminar für Naturwissenschaften
  • 2005 Carus-Medaille, Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina
  • 2006 Carus-Preis, Stadt Schweinfurt
  • 2013 International Dresden Barkhausen Award, Materialforschungsverbund Dresden e.V.
  • 2018 Gottfried-Wilhelm-Leibniz-Preis, Deutsche Forschungsgemeinschaft
  • 2018 ISI Highly Cited Researcher, Clarivate
  • 2018 Gewähltes Mitglied der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (acatech)
  • 2020 Gewähltes Mitglied der Sächsischen Akademie der Wissenschaften

Weblinks

Einzelnachweise

  1. Leibniz-Preisträger Prof. Dr. Oliver G. Schmidt wechselt an die TU Chemnitz. In: tu-chemnitz.de. 2021.
  2. Yuan-fu Chen, Yongfeng Mei, Rainer Kaltofen, Jens Ingolf Mönch, Joachim Schumann: Towards Flexible Magnetoelectronics: Buffer-Enhanced and Mechanically Tunable GMR of Co/Cu Multilayers on Plastic Substrates. In: Advanced Materials. Band 20, Nr. 17, 3. September 2008, ISSN 0935-9648, S. 3224–3228, doi:10.1002/adma.200800230.
  3. Michael Melzer, Denys Makarov, Alfredo Calvimontes, Daniil Karnaushenko, Stefan Baunack: Stretchable Magnetoelectronics. In: Nano Letters. Band 11, Nr. 6, 8. Juni 2011, ISSN 1530-6984, S. 2522–2526, doi:10.1021/nl201108b.
  4. Michael Melzer, Martin Kaltenbrunner, Denys Makarov, Dmitriy Karnaushenko, Daniil Karnaushenko: Imperceptible magnetoelectronics. In: Nature Communications. Band 6, Nr. 1, 21. Januar 2015, ISSN 2041-1723, doi:10.1038/ncomms7080.
  5. Jiaxiang Zhang, Johannes S. Wildmann, Fei Ding, Rinaldo Trotta, Yongheng Huo: High yield and ultrafast sources of electrically triggered entangled-photon pairs based on strain-tunable quantum dots. In: Nature Communications. Band 6, Nr. 1, Dezember 2015, ISSN 2041-1723, doi:10.1038/ncomms10067.
  6. Yan Chen, Michael Zopf, Robert Keil, Fei Ding, Oliver G. Schmidt: Highly-efficient extraction of entangled photons from quantum dots using a broadband optical antenna. In: Nature Communications. Band 9, Nr. 1, 31. Juli 2018, ISSN 2041-1723, doi:10.1038/s41467-018-05456-2.
  7. 7,0 7,1 Yongfeng Mei, Gaoshan Huang, Alexander A. Solovev, Esteban Bermúdez Ureña, Ingolf Mönch: Versatile Approach for Integrative and Functionalized Tubes by Strain Engineering of Nanomembranes on Polymers. In: Advanced Materials. Band 20, Nr. 21, 3. November 2008, ISSN 0935-9648, S. 4085–4090, doi:10.1002/adma.200801589.
  8. Alexander A. Solovev, Yongfeng Mei, Esteban Bermúdez Ureña, Gaoshan Huang, Oliver G. Schmidt: Catalytic Microtubular Jet Engines Self-Propelled by Accumulated Gas Bubbles. In: Small. Band 5, Nr. 14, 17. Juli 2009, ISSN 1613-6810, S. 1688–1692, doi:10.1002/smll.200900021.
  9. Samuel Sanchez, Alexander A. Solovev, Stefan M. Harazim, Christoph Deneke, Yong Feng Mei: The smallest man-made jet engine. In: The Chemical Record. Band 11, Nr. 6, 6. September 2011, ISSN 1527-8999, S. 367–370, doi:10.1002/tcr.201100010.
  10. Alexander A. Solovev, Wang Xi, David H. Gracias, Stefan M. Harazim, Christoph Deneke: Self-Propelled Nanotools. In: ACS Nano. Band 6, Nr. 2, 19. Januar 2012, ISSN 1936-0851, S. 1751–1756, doi:10.1021/nn204762w.
  11. Veronika Magdanz, Samuel Sanchez, Oliver G. Schmidt: Development of a Sperm-Flagella Driven Micro-Bio-Robot. In: Advanced Materials. Band 25, Nr. 45, 1. September 2013, ISSN 0935-9648, S. 6581–6588, doi:10.1002/adma.201302544.
  12. Mariana Medina-Sánchez, Lukas Schwarz, Anne K. Meyer, Franziska Hebenstreit, Oliver G. Schmidt: Cellular Cargo Delivery: Toward Assisted Fertilization by Sperm-Carrying Micromotors. In: Nano Letters. Band 16, Nr. 1, 23. Dezember 2015, ISSN 1530-6984, S. 555–561, doi:10.1021/acs.nanolett.5b04221.
  13. Haifeng Xu, Mariana Medina-Sánchez, Veronika Magdanz, Lukas Schwarz, Franziska Hebenstreit: Sperm-Hybrid Micromotor for Targeted Drug Delivery. In: ACS Nano. Band 12, Nr. 1, 13. Dezember 2017, ISSN 1936-0851, S. 327–337, doi:10.1021/acsnano.7b06398.
  14. Oliver G. Schmidt, Karl Eberl: Thin solid films roll up into nanotubes. In: Nature. Band 410, Nr. 6825, März 2001, ISSN 0028-0836, S. 168–168, doi:10.1038/35065525.
  15. Elliot J. Smith, Wang Xi, Denys Makarov, Ingolf Mönch, Stefan Harazim: Lab-in-a-tube: ultracompact components for on-chip capture and detection of individual micro-/nanoorganisms. In: Lab on a Chip. Band 12, Nr. 11, 2012, ISSN 1473-0197, S. 1917, doi:10.1039/C2LC21175K.
  16. Stefan M. Harazim, Vladimir A. Bolaños Quiñones, Suwit Kiravittaya, Samuel Sanchez, Oliver G. Schmidt: Lab-in-a-tube: on-chip integration of glass optofluidic ring resonators for label-free sensing applications. In: Lab on a Chip. Band 12, Nr. 15, 2012, ISSN 1473-0197, S. 2649, doi:10.1039/C2LC40275K.
  17. Gaoshan Huang, Yongfeng Mei, Dominic J. Thurmer, Emica Coric, Oliver G. Schmidt: Rolled-up transparent microtubes as two-dimensionally confined culture scaffolds of individual yeast cells. In: Lab Chip. Band 9, Nr. 2, 2009, ISSN 1473-0197, S. 263–268, doi:10.1039/B810419K.
  18. Sabine Schulze, Gaoshan Huang, Matthias Krause, Deborah Aubyn, Vladimir A. Bolaños Quiñones: Morphological Differentiation of Neurons on Microtopographic Substrates Fabricated by Rolled-Up Nanotechnology. In: Advanced Engineering Materials. Band 12, Nr. 9, September 2010, ISSN 1438-1656, S. B558–B564, doi:10.1002/adem.201080023.
  19. Elliot J. Smith, Sabine Schulze, Suwit Kiravittaya, Yongfeng Mei, Samuel Sanchez: Lab-in-a-Tube: Detection of Individual Mouse Cells for Analysis in Flexible Split-Wall Microtube Resonator Sensors. In: Nano Letters. Band 11, Nr. 10, 12. Oktober 2011, ISSN 1530-6984, S. 4037–4042, doi:10.1021/nl1036148.
  20. Cynthia S. Martinez-Cisneros, Samuel Sanchez, Wang Xi, Oliver G. Schmidt: Ultracompact Three-Dimensional Tubular Conductivity Microsensors for Ionic and Biosensing Applications. In: Nano Letters. Band 14, Nr. 4, 27. März 2014, ISSN 1530-6984, S. 2219–2224, doi:10.1021/nl500795k, PMID 24655094, PMC 3985718 (freier Volltext).
  21. Wang Xi, Christine K. Schmidt, Samuel Sanchez, David H. Gracias, Rafael E. Carazo-Salas: Rolled-up Functionalized Nanomembranes as Three-Dimensional Cavities for Single Cell Studies. In: Nano Letters. Band 14, Nr. 8, 10. März 2014, ISSN 1530-6984, S. 4197–4204, doi:10.1021/nl4042565, PMID 24598026, PMC 4133182 (freier Volltext).
  22. Britta Koch, Anne K. Meyer, Linda Helbig, Stefan M. Harazim, Alexander Storch: Dimensionality of Rolled-up Nanomembranes Controls Neural Stem Cell Migration Mechanism. In: Nano Letters. Band 15, Nr. 8, 16. Juli 2015, ISSN 1530-6984, S. 5530–5538, doi:10.1021/acs.nanolett.5b02099, PMID 26161791, PMC 4538455 (freier Volltext).
  23. Mariana Medina-Sánchez, Bergoi Ibarlucea, Nicolás Pérez, Dmitriy D. Karnaushenko, Sonja M. Weiz: High-Performance Three-Dimensional Tubular Nanomembrane Sensor for DNA Detection. In: Nano Letters. Band 16, Nr. 7, 9. Juni 2016, ISSN 1530-6984, S. 4288–4296, doi:10.1021/acs.nanolett.6b01337.
  24. R. Songmuang, A. Rastelli, S. Mendach, O. G. Schmidt: SiOxSi radial superlattices and microtube optical ring resonators. In: Applied Physics Letters. Band 90, Nr. 9, 26. Februar 2007, ISSN 0003-6951, S. 091905, doi:10.1063/1.2472546.
  25. S. Kiravittaya, V. A. Bolaños Quiñones, M. Benyoucef, A. Rastelli, O. G. Schmidt: Optical properties of rolled-up tubular microcavities from shaped nanomembranes. In: Applied Physics Letters. Band 94, Nr. 14, 6. April 2009, ISSN 0003-6951, S. 141901, doi:10.1063/1.3111813.
  26. S. Mendach, R. Songmuang, S. Kiravittaya, A. Rastelli, M. Benyoucef: Light emission and wave guiding of quantum dots in a tube. In: Applied Physics Letters. Band 88, Nr. 11, 13. März 2006, ISSN 0003-6951, S. 111120, doi:10.1063/1.2186509.
  27. A. Bernardi, S. Kiravittaya, A. Rastelli, R. Songmuang, D. J. Thurmer: On-chip Si/SiOx microtube refractometer. In: Applied Physics Letters. Band 93, Nr. 9, September 2008, ISSN 0003-6951, S. 094106, doi:10.1063/1.2978239.
  28. Gaoshan Huang, Vladimir A. Bolaños Quiñones, Fei Ding, Suwit Kiravittaya, Yongfeng Mei: Rolled-Up Optical Microcavities with Subwavelength Wall Thicknesses for Enhanced Liquid Sensing Applications. In: ACS Nano. Band 4, Nr. 6, 7. Juni 2010, ISSN 1936-0851, S. 3123–3130, doi:10.1021/nn100456r.
  29. Libo Ma, Shilong Li, Vladimir A. Bolaños Quiñones, Lichun Yang, Wang Xi: Dynamic Molecular Processes Detected by Microtubular Opto-chemical Sensors Self-Assembled from Prestrained Nanomembranes. In: Advanced Materials. Band 25, Nr. 16, 1. März 2013, ISSN 0935-9648, S. 2357–2361, doi:10.1002/adma.201204065.
  30. Stefan Böttner, Shilong Li, Matthew R. Jorgensen, Oliver G. Schmidt: Vertically aligned rolled-up SiO2 optical microcavities in add-drop configuration. In: Applied Physics Letters. Band 102, Nr. 25, 24. Juni 2013, ISSN 0003-6951, S. 251119, doi:10.1063/1.4812661.
  31. Carlos César Bof Bufon, José David Cojal González, Dominic J. Thurmer, Daniel Grimm, Martin Bauer: Self-Assembled Ultra-Compact Energy Storage Elements Based on Hybrid Nanomembranes. In: Nano Letters. Band 10, Nr. 7, 14. Juli 2010, ISSN 1530-6984, S. 2506–2510, doi:10.1021/nl1010367.
  32. Ravikant Sharma, Carlos César Bof Bufon, Daniel Grimm, Robert Sommer, Arndt Wollatz: Large-Area Rolled-Up Nanomembrane Capacitor Arrays for Electrostatic Energy Storage. In: Advanced Energy Materials. Band 4, Nr. 9, 17. März 2014, ISSN 1614-6832, S. 1301631, doi:10.1002/aenm.201301631.
  33. Daniel Grimm, Carlos Cesar Bof Bufon, Christoph Deneke, Paola Atkinson, Dominic J. Thurmer: Rolled-up nanomembranes as compact 3D architectures for field effect transistors and fluidic sensing applications. In: Nano Letters. Band 13, Nr. 1, 27. Dezember 2012, ISSN 1530-6984, S. 213–218, doi:10.1021/nl303887b.
  34. Dmitriy D. Karnaushenko, Daniil Karnaushenko, Hans-Joachim Grafe, Vladislav Kataev, Bernd Büchner: Rolled-Up Self-Assembly of Compact Magnetic Inductors, Transformers, and Resonators. In: Advanced Electronic Materials. 17. August 2018, ISSN 2199-160X, S. 1800298, doi:10.1002/aelm.201800298.
  35. Ingolf Mönch, Denys Makarov, Radinka Koseva, Larysa Baraban, Daniil Karnaushenko: Rolled-Up Magnetic Sensor: Nanomembrane Architecture for In-Flow Detection of Magnetic Objects. In: ACS Nano. Band 5, Nr. 9, 29. August 2011, ISSN 1936-0851, S. 7436–7442, doi:10.1021/nn202351j.
  36. Daniil Karnaushenko, Dmitriy D. Karnaushenko, Denys Makarov, Stefan Baunack, Rudolf Schäfer: Self-Assembled On-Chip-Integrated Giant Magneto-Impedance Sensorics. In: Advanced Materials. Band 27, Nr. 42, 23. September 2015, ISSN 0935-9648, S. 6582–6589, doi:10.1002/adma.201503127.
  37. Dmitriy D Karnaushenko, Daniil Karnaushenko, Denys Makarov, Oliver G Schmidt: Compact helical antenna for smart implant applications. In: NPG Asia Materials. Band 7, Nr. 6, Juni 2015, ISSN 1884-4049, S. e188–e188, doi:10.1038/am.2015.53.
  38. Daniil Karnaushenko, Niko Münzenrieder, Dmitriy D. Karnaushenko, Britta Koch, Anne K. Meyer: Biomimetic Microelectronics for Regenerative Neuronal Cuff Implants. In: Advanced Materials. Band 27, Nr. 43, 23. September 2015, ISSN 0935-9648, S. 6797–6805, doi:10.1002/adma.201503696.
  39. Heng-Xing Ji, Xing-Long Wu, Li-Zhen Fan, Cornelia Krien, Irina Fiering: Self-Wound Composite Nanomembranes as Electrode Materials for Lithium Ion Batteries. In: Advanced Materials. Band 22, Nr. 41, 13. September 2010, ISSN 0935-9648, S. 4591–4595, doi:10.1002/adma.201001422.
  40. Junwen Deng, Hengxing Ji, Chenglin Yan, Jiaxiang Zhang, Wenping Si: Naturally Rolled-Up C/Si/C Trilayer Nanomembranes as Stable Anodes for Lithium-Ion Batteries with Remarkable Cycling Performance. In: Angewandte Chemie. Band 125, Nr. 8, 22. Januar 2013, ISSN 0044-8249, S. 2382–2386, doi:10.1002/ange.201208357.
  41. Xiaolei Sun, Chenglin Yan, Yao Chen, Wenping Si, Junwen Deng: Three-Dimensionally “Curved” NiO Nanomembranes as Ultrahigh Rate Capability Anodes for Li-Ion Batteries with Long Cycle Lifetimes. In: Advanced Energy Materials. Band 4, Nr. 4, 10. Oktober 2013, ISSN 1614-6832, S. 1300912, doi:10.1002/aenm.201300912.

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