In der Arbeitsgruppe Experimentelle Nanophysik werden ultradünne 2D-Materialien mit Methoden der Oberflächenforschung präpariert und charakterisiert. Ausgehend vom prototypischen Graphen (Physiknobelpreis 2010), das aus einer monoatomaren Schicht Kohlenstoff besteht, sind in den letzten Jahren zahlreiche weitere Mitglieder dieser Materialklasse entdeckt worden. Theoretisch sind sogar einige hundert verschiedene Materialien möglich, von denen allerdings nur sehr wenige bereits synthetisiert werden konnten.

Unsere wichtigste Untersuchungsmethode ist die Rastertunnelmikroskopie (STM), mit der atomare Auflösung erreicht werden kann. Wir präparieren fortgeschrittene 2D-Materialien wie Komposite aus Graphen und hexagonalem Bornitrit oder ultradünne Halbleiter wie MoS2 unter genau kontrollierten Bedingungen, und modifizieren diese Schichten gezielt, um z. B. eine Dotierung zu bewirken oder die Wechselwirkung mit potenziell störenden Gasen aus der Umgebung zu untersuchen. In den letzten Jahren konnten wir so unter anderem zeigen, dass man Elektronen in Quantenpunkten aus Graphen einsperren kann, in welcher Form Graphen durch den Beschuss mit energetischen Ionen beschädigt wird, und wie es Fremdatome schaffen, zwischen 2D-Materialien und ihre Unterlage zu kriechen (Interkalation).