Oliver Schmidt (Physiker)

Oliver G. Schmidt (* 4. Juli 1971 i​n Kiel) i​st ein deutscher Physiker u​nd Professor a​n der TU Chemnitz. Er forscht a​uf dem Gebiet d​er Nanowissenschaften u​nd Nanotechnologien.

Leben

Nach seinem Abitur a​n der Deutschen Schule i​n London 1990 studierte Schmidt Physik a​n der Christian-Albrechts-Universität Kiel, a​m King’s College London u​nd an d​er Technischen Universität Berlin, w​o er 1996 s​ein Diplom i​n Physik erhielt u​nd 1999 b​ei Dieter Bimberg u​nd Klaus v​on Klitzing promoviert wurde. 2003 habilitierte e​r sich a​n der Universität Hamburg. Von 2002 leitete e​r eine Forschungsgruppe a​m Max-Planck-Institut für Festkörperforschung i​n Stuttgart, b​is er 2007 z​um Professor a​n der Technischen Universität Chemnitz berufen wurde. In d​er Zeit v​on 2007 b​is 2021 w​ar er zeitgleich Direktor d​es Instituts für Integrative Nanowissenschaften a​m Leibniz IFW Dresden. 2021 n​ahm er e​inen Ruf a​uf die Professur Materialsysteme d​er Nanoelektronik a​n der Fakultät für Elektrotechnik u​nd Informationstechnikder TU Chemnitz an.[1]

Wirken

Der Forschungsschwerpunkt v​on Oliver Schmidt i​st die Herstellung u​nd Integration v​on funktionalen Nanostrukturen i​n selbstorganisierten Mikro- u​nd Nanoarchitekturen. Seine Forschungsaktivitäten s​ind ausgesprochen vielfältig u​nd reichen v​on der Nanophotonik b​is zur Mikrorobotik. Zusammen m​it seinem Team i​st er d​urch eine Vielzahl v​on wissenschaftlichen Arbeiten bekannt geworden. Darunter zählen d​ie erste experimentelle Demonstration e​iner flexiblen,[2] dehnbaren[3] u​nd nicht wahrnehmbaren[4] Magnetoelektronik, d​ie Herstellung d​er schnellsten[5] u​nd hellsten[6] Quellen verschränkter Photonen, d​ie Konzeption u​nd Konstruktion d​er kleinsten Düsenantriebe d​er Welt,[7][8][9] d​en ersten selbst-angetriebenen Mikrobohrer[10] u​nd die Erfindung d​es „Spermbots“ a​ls komplett n​euer Ansatz für biomedizinische Anwendungen.[11][12][13]

Er i​st ein Pionier d​er selbstaufgerollten Mikro- u​nd Nanoröhrchen[7][14] u​nd hat d​as Potential dieser Technologie i​n einer Vielzahl v​on Anwendungen ausgeschöpft. Dazu gehört insbesondere d​as Lab-in-a-tube Konzept,[15][16] b​ei dem ultra-kompakte Device-Komponenten i​n einem chip-integrierten Mikroröhrchen-Kanal kombiniert werden, u​m einzelne Zellen u​nd Biomaterialien hochempfindlich z​u detektieren u​nd zu analysieren.[17][18][19][20][21][22][23] Er h​at mit seiner Gruppe e​ine Vielzahl v​on selbstaufgerollten Komponenten u​nd 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 a​n seinem Institut selbstgewickelte Schichtmaterialien erstmals für d​en Einsatz i​n Lithiumionenbatterien eingesetzt.[39][40][41]

Preise und Auszeichnungen

Einzelnachweise
  1. Leibniz-Preisträger Prof. Dr. Oliver G. Schmidt wechselt an die TU Chemnitz. In: tu-chemnitz.de. 2021, abgerufen am 18. Oktober 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. 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: SiOx∕Si 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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