Ella Nikodem erhält den Klaus Liebrecht-Preis für herausragende Masterarbeit
Die Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät hat am 9. Mai 2025 den Klaus Liebrecht-Preis verliehen. Ausgezeichnet wurde für ihre Masterarbeit M.Sc. Ella Nikodem aus der Arbeitsgruppe von Clustersprecher Prof. Yoichi Ando, Department Physik – II. Physikalisches Institut. In ihrer Masterarbeit im Prüfungsfach Physik mit dem Titel: „Tunnel Junction Device of Phase-Biased Topological Insulator Josephson Junction“ hat Ella Nikodem mit großem Engagement herausragende Leistungen bei den Experimenten zur topologischen Supraleitung erzielt.
Foto: Thorsten Martin Prodekanin Prof. Dr. Katharina Groß, M.Sc. Ella Naomi Nikodem
Über Ellas Arbeit
Quantencomputer versprechen eine fundamentale Beschleunigung bestimmter Rechenprozesse – eine besonders robuste, aber bislang noch nicht realisierte Variante sind sogenannte topologische Quantencomputer. Deren zentrales Bauelement, die Majorana-Nullmoden, könnten besonders fehlertolerante Quanteninformationen ermöglichen. Diese Zustände werden an den Rändern topologischer Supraleiter erwartet, doch da bisher kein solcher Supraleiter in der Natur gefunden wurde, müssen künstliche Strukturen geschaffen werden. Eine theoretisch vorhergesagte Möglichkeit ist die Induktion topologischer Supraleitung an der Oberfläche eines topologischen Isolators durch den Kontakt mit einem konventionellen Supraleiter.
In ihrer Arbeit hat Ella Nikodem an der experimentellen Umsetzung dieses Konzepts gearbeitet und konnte mithilfe von Tunnelspektroskopie an einem planaren Josephson-Kontakt aus dem topologischen Isolator BiSbTeSe₂ und supraleitendem Aluminium charakteristische Signaturen topologischer Supraleitung untersuchen. Durch die Messung der differentiellen Tunnelleitfähigkeit in Abhängigkeit von Parametern wie chemischem Potenzial, Phasendifferenz und einem in der Ebene angelegten Magnetfeld gelang eine detaillierte Analyse der Energiezustände im System. In bestimmten Parameterräumen zeigten die Ergebnisse eine gute Übereinstimmung mit der theoretisch vorhergesagten 4π-Periodizität von Majorana-Anregungen. Damit liefert die Arbeit Hinweise auf das Vorliegen topologischer Supraleitung und eröffnet zugleich neue experimentelle Zugänge zur Untersuchung dieser vielversprechenden Plattform für zukünftige Quantenanwendungen.
Über den Klaus Liebrecht-Preis
Im Dezember 1999 wurde erstmals in der Fakultät der Klaus Liebrecht-Preis für herausragende Doktor- oder Diplomarbeiten vergeben. Zweck des Preises ist es, besonders engagierte und motivierte Studierende oder ehemalige Studierende der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität zu Köln, die in ihrer akademischen Master- oder Doktorarbeit besonders förderungswürdig anerkannte Leistungen erbracht haben, auszuzeichnen. In der Regel werden jährlich zwei Preise verliehen. Der Preis geht auf eine großzügige Stiftung von Herrn Dipl. Ing. Klaus Liebrecht aus dem Jahre 1998 zurück.