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Porträt Prof. Dr. Mährlein, Sebastian Frederick; FWKI

Prof. Dr. Sebastian Frederick Mährlein

Lei­ter Hochfeld-THz-getriebene Phänomene
s.maehrleinAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 2240

Dr. Jan-Christoph Deinert

Koordinator TELBE Nutzeranlage
Hochfeld-THz getriebene Phänomene
j.deinertAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 3626

Foto: Eye-catcher FWKI research ©Copyright: Jan-Christoph Deinert unter Nutzung verschiedener HZDR Pressemitteilungen.

Research

Our research mission at the department of High-field THz-driven phenomena is to explore elementary nonlinear interactions of intense, short THz pulses with matter on all relevant time and length scales. THz radiation strongly interacts with the low-energy quanta in matter, e.g. lattice vibrations, rotations, spins, and the transient THz electric fields act as contact free, ultrashort bias voltage, capable of strongly accelerating quasi-free charges. Among the elementary processes driven by the THz pulses are collective interactions – quasiparticles –  such as phonons, magnons, plasmons, or the Higgs modes in superconductors. These both resonant and non-resonant processes are triggered in the electronic ground state, so that the sample response is not masked by electronic excitations.

This page provides an overview of the subjects that we focus on in our in-house research, which is part of the Helmholtz Research Program From Matter to materials and Life in the research field Matter.

* 30.07.2026: Our websites are still under construction. Updates will follow shortly. *

Foto: Wie auf einem Riesenrad lenkt ein starker Terahertz-Laser die Atome eines Kristalls auf präzise Kreisbahnen. Die gekoppelte kollektive Schwingung des Kristallgitters wurde mithilfe ultrakurzer Laserimpulse stroboskopisch vermessen; die blauen Linien zeigen die Messdaten. Überraschend dabei: Die Schwingung dreht sich in die entgegengesetzte Richtung. ©Copyright: O. Minakova/ S.F. Maehrlein/ B. Schröder/ HZDR

(Chiral) Nonlinear Phononics

Steering lattice trajectories on demand to control coupled degrees of freedom
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Foto: Perowskit THz-Kerr Effekt ©Copyright: Prof. Dr. Sebastian Frederick Mährlein

THz Physics of Semiconductors and Quantum Material­s

Tailored THz-control of emerging semiconductors and quantum materials
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Foto: Intra-cavity EOS ©Copyright: Prof. Dr. Sebastian Frederick Mährlein

THz Cavity Electrodynamics

Towards exotic THz light-mat­ter coupled states
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Foto: 3D Schema Erzeugung von Terahertz Harmonischen ©Copyright: Kang Jin

THz Harmonische

Nichtlineare THz-Wechselwirkungen, die neue Lichtfrequenzen erzeugen.
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Foto: Einfaches Schema Therahertz Pump - Photoemissions Probe Messung ©Copyright: Dr. Jan-Christoph Deinert

THz ARPES

Making movies of the THz-driven changes to the electronic bandstructure.
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Foto: Magnetische Strukturen schneller lesen – im Ferninfrarot ©Copyright: B. Schröder/HZDR

THz Spintronik

Ultraschnelle Magnetisie­rungs­dynamik und Spin Transport bei THz Frequenzen
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