Fasziniert vom Spiel mit einzelnen Atomen

2015-04-150414122509-Sylwia_lab1_Fotor

Einzelne Atome kontrollieren – das hat Sylwia Nowakowska schon als Schülerin fasziniert. Heute macht sie als Doktorandin im Nanolab von Professor Thomas Jung genau das. Sie lässt Xenon-Atome in Quantentöpfen kondensieren und untersucht, wie sich deren Anordnung in den Quantentöpfen je nach Zahl der Atome ändert und wie die Quantentöpfe untereinander kommunizieren. Für Sylwia ist damit also ein Kindheitstraum in Erfüllung gegangen. Trotz der Faszination, die diese grundlagenwissenschaftliche Arbeit auf die junge Doktorandin ausübt, sieht sie ihre längerfristige Zukunft eher in der Industrie bei angewandten Forschungsthemen. Im Augenblich forscht sie jedoch engagiert und erfolgreich an den Grundlagen physikalischer Bindungen am Departement Physik der Universität Basel.

Der Weg zur Physik
Sylwia Nowakowska kommt aus Bytów in Polen und studierte Technische Physik in Posen. Es war allerdings nicht der Physik-Unterricht in der Schule, der sie begeisterte und Physik studieren liess, sondern Artikel über Nanotechnologie. Schon beim ersten Lesen war sie fasziniert von den Möglichkeiten mit Atomen zu „spielen“. Als 2007 die Entscheidung anstand, ein Studienfach zu wählen, waren es daher die Nanowissenschaften, die Sylwia am meisten interessierten. Allerdings gab es Nanowissenschaften damals in Polen nur als Vertiefungsfach und so entschied sich Sylwia zunächst für ein Studium der Technischen Physik. Sie wurde hierbei interdisziplinär in Physik, Chemie, Mathematik und Ingenieurswesen ausgebildet und erhielt schon früh Einblicke in industrielle Anwendungen.

Schon für den Master im Nanolab
Im Masterstudium absolvierte sie dann mehrere Praktika, unter anderem am Leibnitz Institut für Innovative Mikroelektronik in Frankfurt. „Eigentlich wollte ich auch meine Masterarbeit in Frankfurt schreiben, aber aufgrund der Erkrankung des betreuenden Professors in Frankfurt, platzten diese Pläne“, erinnert sich Sylwia. Zusammen mit ihrem Mann Jan Nowakowski, der auch Physiker ist und in Nanowissenschaften forscht, machte sie sich auf die Suche nach einem neuen Ziel. Im Labor von Professor Thomas Jung, der als Titularprofessor vom SNI unterstützt wird und eine Arbeitsgruppe am Paul Scherrer Institut und am Departement Physik der Universität Basel leitet, wurde das Paar fündig. Sylwia absolvierte hier erfolgreich ihre Masterarbeit über den Polymorphismus von zweidimensionalen sich selbstanordnenden Schichten und hinterliess einen so guten Eindruck, dass Thomas Jung sie 2012 als Doktorandin einstellte.

Beim zweiten Projekt erfolgreich
Im Nanolab in Basel forscht die 27-jährige Physikerin nun seit Juli 2012 im Rahmen ihrer Doktorarbeit. Während ein erstes Projekt nach acht Monaten scheiterte, läuft jetzt alles glatt. Sylwia untersucht nun die Eigenschaften von molekularen Strukturen auf Oberflächen, die sich selbst in einem bottom-up Prozess aufbauen. Im Januar veröffentlichte sie als Erst-Autorin dazu erste Ergebnisse in Nature Communications. In der vorgestellten Arbeit konnte Sylwia zeigen, wie Xenon-Atome in Quantentöpfen kondensieren. Die Quantentöpfe organisieren sich selbst auf einer Substratoberfläche aus spezifisch „programmierten“ Molekülen. Sie dienen als Messbecher mit genau definierter Grösse, Form und atomarer Struktur des Bodens und der Wände. Mittels Rastertunnelmikroskopie konnte Sylwia darstellen, dass die Xenon-Atome sich immer nach einem bestimmten Prinzip anordnen. Die Ergebnisse legen zudem nahe, dass der elektronische Zustand von einzelnen Quantentöpfen nicht nur von der Zahl der Xenonatome abhängt, sondern auch von der Zahl der Xenonatome in den Nachbartöpfen. „Zwischen den Quantentöpfen gibt es also eine elektrische Kommunikation“, erklärt Sylwia diese neusten Ergebnisse, die sie gerade für eine weitere Publikation zusammenfasst.

Auf lange Sicht gerne in der Schweiz
Im Gespräch mit Sylwia wird deutlich, wie sehr sie von ihrer Forschung fasziniert ist. Dennoch sieht sie sich langfristig eher in der Forschung und Entwicklung eines Industrieunternehmens als an einer Universität. Um sich auf diesen Schritt optimal vorzubereiten, hat sie letztes Jahr auch an dem Karriere-Programm der Universität Basel Antelope teilgenommen. Dabei waren es vor allem die intensiven Gespräche mit einer HR-Vertreterin und einem Mentor von Novartis, die Sylwia wichtige Informationen lieferten. Sie fühlt sich damit gut vorbereitet, um nach dem Abschluss ihrer Doktorarbeit eine Anstellung in der Industrie zu suchen. Gerne möchte sie auch später in der Schweiz bleiben, denn die Berge und die Natur hier gefallen ihr sehr gut und bieten einen perfekten Ausgleich zu den Arbeiten im Labor beim „Spielen“ mit Atomen.