Laurens W. Molenkamp

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Laurens W. Molenkamp

Laurens W. Molenkamp (* 4. August 1956 in Garrelsweer, Niederlande)<ref>Universität Würzburg, Molenkamp Senior Editor Physical Review B, 2012 (Memento vom 4. Dezember 2015 im Internet Archive)</ref> ist ein niederländischer experimenteller Festkörperphysiker.

Leben

Molenkamp studierte an der Universität Groningen Chemie beziehungsweise Physikalische Chemie, wobei er sich insbesondere mit kohärenter optischer Spektroskopie befasste. Dort erhielt er 1977 sein Vordiplom und 1980 sein Diplom in Physikalischer Chemie.

Nach der Promotion in Groningen 1985 wechselte er zu den Philips Forschungslaboratorien in Eindhoven, wo er zunächst an Halbleiterlasern und später an Quantentransport in Halbleiter-Nanostrukturen arbeitete

Ab 1994 war er Professor an der RWTH Aachen und seit 1999 ist er Professor und Inhaber des Lehrstuhls für experimentelle Physik III an der Universität Würzburg. Er leitet dort die Molekularstrahlepitaxie-Gruppe (II-VI MBE) und befasst sich mit Quantentransport und Spintronik.

Seit 2023 ist er Gründungsdirektor des Peter Grünberg Instituts für Topologische Materialien und Supraleitung am Forschungszentrum Jülich.<ref>Forschungszentrum Jülich - Laurens Molenkamp. Forschungszentrum Jülich GmbH, abgerufen am 17. September 2026. </ref>

Wirken

Bereits vor dem späteren Durchbruch bei den topologischen Isolatoren beschäftigte sich Molenkamp mit dem Transport von Elektronen in sehr kleinen Halbleiterstrukturen. Ein wichtiger Meilenstein war der experimentelle Nachweis elektrischer Spininjektion in Halbleitern im Jahr 1999, was ein grundlegendes Prinzip der Spintronik experimentell zugänglich machte. So entstand eine Verbindung zwischen Halbleitertechnologie und magnetischen beziehungsweise quantenmechanischen Eigenschaften von Elektronen.

Molenkamps bekannteste wissenschaftliche Leistung ist der experimentelle Nachweis des Quanten-Spin-Hall-Effekts in Quantentöpfen im Jahr 2007. Die theoretischen Grundlagen waren kurz zuvor unter anderem von B. Andrei Bernevig und Shoucheng Zhang gelegt worden. Sie beschrieben, dass bestimmte Halbleiterstrukturen einen neuartigen quantenmechanischen Zustand aufweisen könnten (Sandwich-Struktur aus einer Quecksilbertellurid-Schicht zwischen zwei Cadmiumtellurid-Schichten).<ref>B.A. Bernevig, Taylor L. Hughes, S.C. Zhang Quantum Spin Hall Effect and Topological Phase Transition in HgTe Quantum Wells, Science, Band 314, 2006, S. 1757.</ref> Seine Gruppe konnte diesen Zustand experimentell in Quecksilbertellurid-/Cadmiumtellurid-Quantentöpfen (HgTe/CdTe) nachweisen.<ref>Markus König, Steffen Wiedmann, Christoph Brüne, Andreas Roth, Hartmut Buhmann, Laurens W. Molenkamp, Xiao-Liang Qi, Shou-Cheng Zhang Quantum Spin Hall Insulator State in HgTe Quantum Wells, Science, Band 318, 2007, S. 766.</ref> Dies begründete experimentell ein neues Forschungsgebiet der Festkörperphysik: die Physik topologischer Isolatoren und topologischer Quantenmaterialien.

2012 wies Molenkamp mit Forschern aus Würzburg und Stanford die Spinpolarisation der Randzustände des Quanten-Spin-Hall-Systems experimentell nach.<ref>Christoph Brüne, Andreas Roth, Hartmut Buhmann, Ewelina M. Hankiewicz, Laurens W. Molenkamp, Joseph Maciejko, Xiao-Liang Qi, Shou-Cheng Zhang: Spin polarization of the quantum spin Hall edge states. In: Nature Physics. Band 8, Nr. 6. Nature Publishing Group, Juni 2012, ISSN 1745-2481, S. 485–490, doi:10.1038/nphys2322 (nature.com [abgerufen am 16. September 2026]). </ref> Im gleichen Jahr wurde er Senior Editor bei Physical Review B.<ref>Peter D. Adams: Editorial: Stepping Away. In: Physical Review B. Band 85, Nr. 5. American Physical Society, 24. Februar 2012, S. 050001, doi:10.1103/PhysRevB.85.050001 (aps.org [abgerufen am 16. September 2026]). </ref> Schon zuvor war er Mitherausgeber von Physical Review Letters und Semiconductor Science and Technology und er ist Mitherausgeber von European Physical Journal Applied Physics.

Seine Forschung verlagerte sich danach zunehmend auf weiterführende Fragen der topologischen Quantenphysik. Dabei standen Verbindungen von topologischen Isolatoren und Supraleitern im Mittelpunkt. Solche Systeme könnten sogenannte Majorana-Zustände hervorbringen.

Mit seiner Gruppe arbeitete Molenkamp später unter anderem an HgTe-basierten Josephson-Kontakten, also Strukturen, in denen ein topologisches Material mit supraleitenden Bereichen kombiniert wird sowie am Quantenanomalen Hall-Effekt.

Auszeichnungen

2010 erhielt Molenkamp den Europhysics Prize. Er ist Fellow des Institute of Physics und der American Physical Society. Er ist, als einer von wenigen Wissenschaftlern in Europa, zweifacher Empfänger eines ERC Advanced Research Grant. 2011 erhielt er ihn bereits für die Erforschung topologischer Isolatoren.<ref>Universität Würzburg: Spitzenpreise für Chemie und Physik. Archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am 26. August 2017; abgerufen am 10. Mai 2017. </ref> Im Jahr 2017 erhält er erneut 2,5 Millionen Euro vom Europäischen Forschungsrat. In dem neuen Projekt soll die sogenannte „exotische“ Supraleitung erforscht werden. Diese entsteht, wenn man einen topologischen Isolator mit normalen Supraleitern in Kontakt bringt.<ref>Universität Würzburg: Erneuter ERC-Grant für Laurens Molenkamp. Abgerufen am 2. November 2023. </ref>

2012 erhielt er mit Shoucheng Zhang und Charles L. Kane den Oliver E. Buckley Condensed Matter Prize.<ref>Laudatio Oliver Buckley Preis.</ref> 2013 erhielt er den mit 300.000 Euro dotierten Physics Frontiers Prize,<ref>Spitzenpreis für Würzburger Physiker beim Informationsdienst Wissenschaft (idw-online.de); abgerufen am 11. Dezember 2012.</ref> 2014 den Gottfried-Wilhelm-Leibniz-Preis.<ref>Wissen: Leibniz-Preise:Berlin geht leer aus. In: Der Tagesspiegel Online. ISSN 1865-2263 (tagesspiegel.de [abgerufen am 16. September 2026]). </ref> Für 2017 wurde ihm die Stern-Gerlach-Medaille der Deutschen Physikalischen Gesellschaft sowie der König-Faisal-Preis<ref>König-Faisal-Preis für Würzburger Physiker. In: Chemie.de. 12. Januar 2017, abgerufen am 17. September 2026. </ref> zugesprochen. 2018 erhielt Molenkamp den Bayerischen Maximiliansorden für Wissenschaft und Kunst, 2019 wurde er in die Bayerische Akademie der Wissenschaften gewählt.<ref>BAdW - Neue Mitglieder 2019. Bayerische Akademie der Wissenschaften, 7. Dezember 2019, abgerufen am 17. September 2026. </ref>

Weblinks

• Universität Würzburg zum Nachweis des Quantenspin Hall-Effekts
• Lehrstuhl für Experimentelle Physik III an der Universität Würzburg

Einzelnachweise

<references />