Neuigkeiten zu Optik und Photonik

Jul 05, 2023

Hannah Greenwood

Georgios E. Arnaoutakis

In dieser Ausgabe von Senior Member Insights spricht OPN mit Georgios E. Arnaoutakis, einem Forscher am Institut für Energie, Umwelt und Klimawandel der Hellenic Mediterranean University auf Kreta, Griechenland. Zuvor war Arnaoutakis wissenschaftlicher Mitarbeiter am National Solar Energy Center der Ben-Gurion-Universität des Negev, Israel, wo er ein Postdoktorandenstipendium am Jacob Blaustein Center for Scientific Cooperation erhielt.

Er erhielt seinen Ph.D. 2015 schloss er sein Studium an der Heriot-Watt University in Großbritannien ab, finanziert vom Engineering & Physical Sciences Council (EPSRC), und arbeitete anschließend bei Edinburgh Instruments Ltd in Großbritannien als Anwendungs- und Entwicklungswissenschaftler. Seit 2018 ist er Gastwissenschaftler am Karlsruher Institut für Technologie und am Helmholtz-Zentrum Berlin, beide in Deutschland. Während seiner Forschungstätigkeit baute oder koordinierte er Forschungslabore und entwickelte Laserspektroskopie-Experimente und Techniken zur Modellierung und Charakterisierung von Energieumwandlungsmaterialien sowie optoelektronischen und photothermischen Geräten und Systemen.

Arnaoutakis‘ Forschungsinteressen liegen an der Schnittstelle von Solarenergieumwandlung, Optik und Photonik. Dazu gehören die Energieumwandlung mittels Photovoltaik und die Konzentration von Solarenergie, die geometrische und lumineszierende Konzentration sowie die Spektroskopie von Materialien und Geräten zur Solarenergieumwandlung. Er ist Mitglied der International Solar Energy Society und seit 2013 Peer-Reviewer für zahlreiche wissenschaftliche Zeitschriften und Förderprogramme zu den Themen Solarenergie und Materialwissenschaften. Seit 2020 ist er Mitglied des Verwaltungsvorstands der Optica Technical Group: Optics for Energy und des Wanderclubs von Agios Nikolaos, Kreta.

Als gelernter Ingenieur war ich nach meinem Studium zunächst einige Jahre in dieser Branche tätig. Ich habe wertvolle Erfahrungen mit Fachkenntnissen gesammelt, die sowohl im Ingenieurwesen als auch im Marketing nützlich sind. Doch nach ein paar Jahren sagte mir etwas, dass es noch mehr zu lernen gab.

Deshalb beschloss ich, ins Ausland zu ziehen und einen Master in Naturwissenschaften zu machen. Dies führte mich zu neuen Schulungen und Erfahrungen und schließlich zu einem Masterprojekt über neuartige Lanthanoidmaterialien für die Photovoltaik, das sehr dazu beitrug, meine Neugier zu wecken. Anschließend lernte ich viele experimentelle Methoden kennen und erhielt Einblicke in für mich neue Phänomene. Deshalb verspürte ich am Ende meines Masterstudiums, dass ich mehr über das, was mir beigebracht wurde, wissen wollte, und beschloss, die Wissenschaft durch Forschung weiter zu verfolgen.

Ich bin sehr gespannt auf unsere jüngste Arbeit zur Zwei-Photonen-Upconversion-Schwelle, der Leistungsdichte, bei der ein nichtlinearer optischer Prozess linear wird, für Solarenergieanwendungen! Für diese Arbeit habe ich ein Postdoktorandenstipendium vom Jacob Blaustein Institute for Scientific Cooperation erhalten, um Aufwärtskonverter auf Erbiumbasis unter sehr hohen Konzentrationen von Sonnenlicht zu charakterisieren.

Diese Arbeit baut auf früheren Forschungen zu Upconversion-Materialstrukturen mit integrierten Solarkonzentratoren auf. In unserer jüngsten Arbeit haben wir festgestellt, dass der Schwellenwert nicht mit der typischen Charakterisierung unter Laseranregung übereinstimmt. Der Unterschied kann mit zusätzlichen Prozessen zusammenhängen, die bei breitbandiger Sonnenlichtanregung verfügbar sind, und kann zu neuen Anwendungen für die Solarenergiegewinnung führen.

„Es gibt einen einzigen Tipp, den ich Berufseinsteigern nicht genug betonen kann: ‚Reden Sie mit Leuten, reden Sie mit Leuten, reden Sie mit Leuten!‘“ – Georgios E. Arnaoutakis

Die Vernetzung war in allen Phasen meiner wissenschaftlichen Laufbahn von entscheidender Bedeutung. Es gibt einen einzigen Tipp, den ich Berufseinsteigern nicht genug betonen kann: „Sprich mit Leuten, rede mit Leuten, rede mit Leuten“! Den Menschen in den Ingenieur- und Naturwissenschaften wird beigebracht, viel über Probleme und mögliche Lösungen nachzudenken. Dies kann dazu führen, dass man stundenlang isoliert arbeitet und dabei das wirkliche Leben vergisst.

Glücklicherweise hat in vielen Fällen ein Kollege an einem ähnlichen Problem gearbeitet oder ist auf eine Technik gestoßen, die ihn bei den nächsten Schritten unterstützen und zur Lösung führen könnte. Aber es ist nicht möglich, diese Hilfe in Anspruch zu nehmen, ohne mit Menschen zu sprechen. Berater sind eine erste gute Anlaufstelle, aber nicht die einzigen. Dieses Gespräch kann im Kaffeeraum der Abteilung, auf einer Konferenz, per E-Mail, im Chat oder über andere Online-Plattformen stattfinden, die während der Pandemie entstanden sind.

Sie werden überrascht sein, wie hilfsbereit Menschen sein können, wenn sie eine interessante Frage oder ein wichtiges Problem haben, das es zu lösen gilt. Das traf mich in einem der ersten Schritte meiner Forschung. Ich arbeitete an der Programmierung einer linearen Übersetzungsbühne, aber die Bühne konnte nur wenige Befehle verstehen und ich wollte, dass sie sich genau dorthin bewegt, wo ich wollte. Nachdem ich mir mehrere Tage lang den Kopf zerbrochen hatte, hatte ich das Glück, Zugriff auf den Code für genau das zu bekommen, was ich tun wollte. Ein anderer Forscher hatte das gleiche Modell programmiert und vor einigen Jahren seine Ergebnisse veröffentlicht, die alle Details enthielten, um mit ihnen in Kontakt zu treten!

Kreativität ist meiner Meinung nach die nützlichste Fähigkeit. In Wissenschaft und Technik wird es immer geschätzt, einfache Wege zu finden, um Dinge zum Laufen zu bringen. Dies kann schriftlich, gestalterisch oder durch praktische Arbeit erfolgen. Zu diesem Zweck hilft eine solide mathematische Grundlage dabei, schnell mentale Modelle zu entwickeln.

Jeden Tag steht ein Forschungslabor vor zahlreichen Aufgaben, und Fähigkeiten wie Kommunikation, Koordination und Sorgfalt können bei der Bewältigung dieser Aufgaben hilfreich sein. Die Fähigkeit, Menschen zuzuhören und freundlich zu ihnen zu sein, ist eine positive Kraft in einem Team. Niemand möchte mit Leuten arbeiten, die sich ständig beschweren, aber zeigen Sie mir eine Person, die noch nie einen schlechten Tag hatte!

Entmutigung ist Teil der Gleichung! Wenn alles einfach wäre, wäre es nicht interessant. Ein Karriereweg ist für mich wie eine Wanderung. Sie beginnen morgens damit, einen neuen Weg einzuschlagen, oft sind Sie nicht vollständig auf das vorbereitet, was vor Ihnen liegt. Die ersten Schritte können sich wie ein Schock für das System anfühlen. Schon bald beginnen Sie langsam mit dem Aufwärmen, während Sie das Schritttempo beherrschen.

„Entmutigung ist Teil der Gleichung! Wenn alles einfach wäre, wäre es nicht interessant.“ –Georgios E. Arnaoutakis

Nach und nach sind Sie in der Lage, höhere Ebenen zu erklimmen, während Sie neue Bereiche entdecken und neue Umgebungen genießen. Vielleicht ist die Route der Wanderung nicht gut geplant oder Teile wurden durch einen kürzlichen Sturm erodiert, aber Sie verwenden Ihre Navigationsgeräte, um den Weg wiederzufinden.

Und obwohl man sich manchmal allein fühlt, ist das nie der Fall. Wenn Sie eine Pause einlegen und aufmerksam sind, werden Sie feststellen, dass andere Lebensformen um Sie herum kriechen, schwimmen oder fliegen und alle ihr Bestes geben, um sich in diese sich ständig weiterentwickelnde Route einzufügen. Eine Pause kann auch dabei helfen, das Ende der Reise zu vergessen und die Wanderung einfach zu genießen. Und wer weiß, vielleicht lernen Sie auf Ihrem Weg auch ein paar neue Freunde und gute Mitwanderer kennen, die die Wanderung zu einem Kinderspiel machen können.

Die Dinge sind selten schwarz oder weiß. Aus dem gleichen Grund stellt sich die Frage „Wissenschaft oder Industrie?“ ist nicht hilfreich. Warum nicht beides ausprobieren? Ich spreche natürlich aus eigener Erfahrung! Nach meiner Promotion konzentrierte ich mich bei der Suche zunächst auf akademische Stellen. Nach mehreren Vorstellungsgesprächen nahm ich schließlich eine Stelle als Anwendungswissenschaftler bei Edinburgh Instruments Ltd. an.

Diese Position bot mir nicht nur kurz nach meiner Promotion ein anständiges Gehalt, sondern ich sammelte in den folgenden zwei Jahren auch wertvolle Branchenerfahrung sowie Vertriebs- und Marketingkenntnisse. Natürlich schätzte das Unternehmen den Wissenstransfer zu Materialwissenschaften und neuen Spektroskopieanwendungen sowie die Einrichtung eines neuen Anwendungslabors. Der Kontakt zu Spitzenforschung durch Laborbesuche und Reisen zu Universitäten war ein zusätzlicher Bonus, der sehr willkommen war. Warum also nicht einen Versuch wagen? Vielleicht ist es das Richtige für Sie, vielleicht auch nicht, aber Sie werden es nie erfahren, bis Sie es versuchen.

Ich kann nicht sagen, dass ich im Laufe meiner Karriere einen einzigen motivierenden Faktor gehabt habe. Was mich am meisten interessiert, ist der ständige Fluss neuen Wissens. Was mich reizt, ist es, Verbindungen zu Vorwissen herzustellen und ein tieferes, aber auch umfassenderes Verständnis der physischen Welt zu erlangen.

„Die Tatsache, dass ich an der nächsten großen Weiterentwicklung arbeiten könnte, motiviert mich sehr, und der beste Weg, dies zu tun, besteht darin, Neues zu erkunden und nicht zu zögern, es auszuprobieren.“ –Georgios E. Arnaoutakis

Ein weiterer Faktor ist Neugier. Die Tatsache, dass ich an der nächsten großen Weiterentwicklung arbeiten könnte, motiviert mich sehr, und der beste Weg, dies zu tun, besteht darin, neue Dinge zu erkunden und nicht zu zögern, sie auszuprobieren. Bei dieser Erkundung musste ich mich jedoch mehrmals auf die harte Tour versuchen und durfte mich nicht nur auf die einfachen Antworten einlassen. Der Austausch von Wissen und Ideen, die das Beste aus den Menschen herausholen und einen neuen Fortschritt voranbringen und einige unserer vielen Herausforderungen lösen können, ist für mich eine starke Motivation.

Ein Spaziergang wirkt wie Magie. Musik ist neben dem Spazierengehen immer ein guter Begleiter. Zuhören hilft und das Spielen eines Instruments noch mehr. Klavier- oder Gitarrenspielen erfrischt meinen Geist und verschafft mir Ruhe, vor allem in Kombination mit dem Schlaf. Es ist eine gute Möglichkeit, den Druck von einem bestimmten Problem abzubauen und wer weiß, es kommt zu einem „Aha“-Moment.

Mir ist das am Ende des Tages passiert. Ich habe versucht zu schlafen, und irgendwo zwischen Halbschlaf und schwebenden Gedanken über Bankdesigns und -konfigurationen kommt es! Eine dieser Offenbarungen brachte mich dazu, einen experimentellen Aufbau für Breitbandanregung zur Charakterisierung von Photolumineszenz-Quantenausbeuten aus handelsüblichen Elementen zusammenzustellen, der auf einer meiner ersten Konferenzen und später in einem vollständigen Artikel vorgestellt wurde.

Organisations-Apps können dabei helfen, viele Aufgaben an einem Tag zu bewältigen, aber es ist ein schmaler Grat, ob man mehr Zeit mit Organisieren verbringt als tatsächlich produktiv ist. Ich behalte gerne die Eisenhower-Matrix im Hinterkopf, um Aufgaben zu priorisieren. Solange Sie den Zeitaufwand für jede Aufgabe und ihre Dringlichkeit gut einschätzen können, kann alles Wichtige passen. Ein guter Kalender kann dann bei der Erinnerung an die wichtigen, aber nicht so dringenden Aufgaben helfen.

Seien Sie jedoch nicht zu anspruchsvoll mit sich selbst. Eine Person kann alles tun, aber nicht alles. Zeit ist eine begrenzte Ressource und Kollegen können dabei helfen. Außerdem macht es mehr Spaß, mit anderen zusammenzuarbeiten und sich über Aufgaben auszutauschen, in denen man besser ist.

Die Orte, an denen ich war, und die Menschen, mit denen ich interagiert habe. Manchmal denke ich; Was wäre, wenn ich in einer Position geblieben wäre und weiterhin ein oder zwei Dinge getan hätte? Was wäre, wenn ich neugierige Fragen, die ich hatte, unter das Bett lege und darauf schlafe? Ich würde es nie erfahren!

Und das Lustige ist, dass eins das andere mit sich bringt. Was jedoch selten in einem Lebenslauf oder sogar einem Online-Profil auftaucht, ist die Zeit, die für die Erledigung jeder Aufgabe im Laufe einer Karriere aufgewendet wird. Wirklicher Fortschritt ist immer schrittweise; Es geschieht in Schritten und nicht alle Schritte führen vorwärts. Während dieses Prozesses passieren Fehler und möglicherweise sind einige Rückschritte erforderlich, um die Richtung zu ändern. Dies ist Teil der Herausforderung; eine Möglichkeit, etwas Neues zu lernen, was Spaß machen kann!

Veröffentlichungsdatum: 22. August 2023