Die obersten paar Atomlagen von Festkörpern haben besondere physikalische und chemische Eigenschaften. „Wir haben uns auf die Erforschung von Metalloxidoberflächen spezialisiert, die eine große Bandbreite von sehr interessanten Eigenschaften haben und eine Fülle von neuen Möglichkeiten für technische Anwendungen bergen“, erklärt Ulrike Diebold, seit Jänner 2010 Professorin für Oberflächenphysik am Institut für Angewandte Physik der Technischen Universität (TU) Wien. Diebold und ihr Team untersuchen solche Oberflächen auf ihre Zusammensetzung und ihre elektrischen und chemischen Eigenschaften.

Hochreine Kristalle wachsen lassen

So ist beispielsweise Titandioxid in hochreiner Kristallform, genannt Einkristall, durchsichtig. Als feines Pulver kann es zudem als sehr effiziente Spiegelbeschichtung eingesetzt werden. Titandioxid ist gut körperverträglich, eine Eigenschaft, die es für den Einsatz in der Medizin interessant macht. Zudem wird es als Katalysator eingesetzt, der chemische Reaktionen beschleunigt oder gar erst ermöglicht. „Einer meiner Kollegen hat in seiner Doktorarbeit eine selbstreinigende Beschichtung aus Titandioxid für Baumwollfasern entwickelt, die unter Einwirkung von Sonnenlicht und Sauerstoff jegliche Verunreinigung aus organischem Material zersetzt. Das funktioniert sogar mit Teer“, schildert Diebold eine der vielen möglichen Anwendungen, die sich in Zukunft aus ihrer Forschungsarbeit ergeben könnten.

Elektronenspin technisch nutzen

Weitere Stoffe mit interessanten Oberflächen, an denen Diebold forscht, sind zweidimensionale molekulare Schichten aus Kohlenstoff, Graphen genannt, oder ein besonderes Eisenoxid, der Magnetit, dem kulturhistorisch ältesten bekannten magnetischen Material. Neben der Tatsache, dass Magnetit Strom leitet, haben seine Elektronen im Inneren die gleiche quantenmechanische Ausrichtung, Spin genannt. An der Oberfläche von Magnetit geht diese Polarisation genannte Eigenschaft des Elektronenspins jedoch verloren. „Wir arbeiten nun an Oberflächenbeschichtungen, die es ermöglichen, die Spinpolarisation auch auf der Oberfläche des Magnetit zu erhalten“, erklärt Diebold ein weiteres ihrer Forschungsprojekte. „Die so genannte Spintronik wäre eine mögliche technische Erweiterung der Elektronik, bei der man neben der Ladung von Elektronen auch ihren Spin für technische Anwendungen nutzen könnte“, sagt sie.

Schon früh vielseitig interessiert

Schon in ihrer Schulzeit am Realgymnasium in Waidhofen an der Ybbs hat sich Ulrike Diebold neben den Naturwissenschaften auch für Literatur, Wirtschaft und Geschichte interessiert. Der Entschluss, sich auf ein Fach, die Physik, zu konzentrieren, fiel ihr deshalb nicht leicht. „Ich hatte den Eindruck, dass man mit Physik noch die breiteste Palette an Möglichkeiten für einen späteren Beruf hat“, erinnert sie sich an ihre damalige Entscheidung. Nach ihrer ersten Erfahrung bei praktischer Forschungsarbeit im Labor war sie sich jedoch sicher, die richtige Wahl getroffen zu haben. Nach Studium, Diplom und Doktorat, welche sie alle an der TU Wien absolvierte, ging sie für drei Jahre an die Rutgers University in New Jersey, USA. 1993 wechselte sie an die Tulane University in New Orleans, wo ihre Karriere von einer Stelle eines Assistant Professor über ein Associate Professorship und eine Full Professorship zum Yahoo! Founder Chair in Science and Engineering verlief. Ende 2009 verließ sie New Orleans, um ihre TU-Professur anzutreten.

Leidenschaft für Literatur

Während der vielen Jahre in den USA ist ihr Kontakt zu Österreich nie abgerissen. Auch ihr Ehemann ist Österreicher, zu Hause wurde immer Deutsch gesprochen. Gemeinsam mit den beiden Söhnen verbrachte die Familie jeden Sommer einen Monat lang in der alten Heimat. Während des restlichen Jahres ist die Freizeit für Diebold auch heute kurz bemessen. Zudem bestimmen die Kinder zum großen Teil, welche Hobbys sie ausüben kann. Hin und wieder das eine oder andere Buch zu lesen ist für die leidenschaftliche Literaturfreundin jedoch nach wie vor ein Muss.

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