Martin Sarott steuert elektrische Dipole mit Licht

Astrid Tomczak-Plewka

«Rückblickend würde ich alles nochmals gleich machen. Ich hatte eine fantastische Zeit.» Während Martin Sarott über sein Studium an der ETH spricht, sitzt er vor seinem Bildschirm in Groningen, Niederlande, wo er seit etwas mehr als einem Jahr als Postdoc forscht. Gerade hat er ein Marie-Curie-Fellowship erhalten, mit dem er zwei weitere Jahre gefördert wird. Es scheint, als hätte er nicht nur «eine fantastische Zeit» gehabt, sondern auch die richtigen Weichen gestellt.

Ferroelektrika sind fast überall

Und jetzt also noch der Prix Schläfli. Der junge Materialwissenschaftler erhält ihn für seine Arbeiten an ferroelektrischen Materialien. Diese besitzen eine dauerhafte elektrische Polarisation – ähnlich wie Batterien mit einem Plus- und Minuspol. Diese Ausrichtung kann durch ein elektrisches Feld verändert werden – nur durch ein elektrisches Feld, so war lange der Forschungsstand. Dann hat Sarott in seiner Arbeit gezeigt, wie dünne, ferroelektrische Filme auch mit Licht gesteuert werden können. In der Materialforschung wird Licht zwar schon länger genutzt, um bestimmte Eigenschaften von Materialien sichtbar zu machen. Sarott ist nun aber weiter gegangen: Er nutzte seine Erkenntnisse, um die Ausrichtung dieser elektrischen Bereiche ohne die Anwendung von elektrischen Feldern gezielt zu verändern. Dazu bestrahlte er dünne Schichten aus einem bestimmten ferroelektrischen Material mit UV-Licht. Es zeigte sich: Die elektrische Ausrichtung lässt sich vollständig und gezielt mit Licht steuern.

Aufgrund der piezoelektrischen Eigenschaften – die Fähigkeit ein elektrisches Signal in eine mechanische Deformation umzuwandeln – finden sich Ferroelektrika unter anderem in Feuerzeugen, Airbag-Sensoren, Ultraschallgeräten, Drucksensoren und Mikrofonen. Und es gibt noch weitere mögliche Anwendungen: «Ferroelektrische Materialien sind extrem vielversprechend für energieeffizientere Speichermedien», sagt Sarott. «Mit solchen Materialien könnten neuartige Computerarchitekturen gebaut werden, die ähnlich wie das menschliche Gehirn funktionieren – mit Zwischenzuständen statt nur 0 und 1.»

«95 Prozent der Experimente funktionieren nicht»

Vom Ende her betrachtet ist eine solche Forschung eine Erfolgsgeschichte. Aber der Weg dorthin ist natürlich kein Spaziergang: «95 Prozent der Experimente funktionieren nicht», so der 31-Jährige. «Das ist eine Lernerfahrung, die man zuerst machen muss.» Damit nicht genug: 2019 hatte Sarott seine Dissertation in Angriff genommen. Dann kam Corona. «Für experimentelle Wissenschaftler war das ein harter Stopp». Ausserdem ging ein wichtiges Instrument für die Vakuumkammer kaputt, ein halbes Jahr dauerte die Lieferfrist für die Ersatzteile. «Das war eine mentale Belastung. Es war nicht immer leicht, einen kühlen Kopf zu bewahren», erinnert sich Sarott. Er sucht den Ausgleich beim Sport: Im Sommer beim Tennis und Joggen, im Winter beim Skifahren. Auch kulinarische Experimente gehören zu seinen Hobbies; so hat er angefangen zu fermentieren, etwa Ingwer-Bier. «An der Kreativität fehlts nicht», sagt er lachend.

Lob für und vom Coach

Aufgewachsen in Schwarzenburg als zweiter Sohn einer Juristin und eines Vermessungsingenieurs, war er als Kind auf den Pisten im Selital zuhause und ist auch Skirennen gefahren. «Ich hatte eine super Kindheit», sagt er. «Unsere Eltern haben uns nie irgendwie in eine Richtung gezwungen. Sie haben uns unsere persönlichen Faszinationen gelassen.» Sein zwei Jahre älterer Bruder sei ihm Vorbild und Wegbereiter gewesen. Er hat Chemie studiert, auch Martin hätte sich ein Chemie- oder Physikstudium vorstellen können. Doch am Besuchstag an der ETH fiel sein Entscheid für die Materialwissenschaften. «Was mich dort speziell beeindruckt hat, ist der familiäre Umgang im Studiengang. Ich bin schnell mit Studierenden und sogar mit Professoren ins Gespräch gekommen.» Besonders hebt er das Coaching durch seinen Betreuer während seiner Dissertation hervor. «Ich wusste, das muss über Jahre funktionieren. Der Austausch mit ihm war extrem hilfreich», sagt er. «Er hat mich auch auf meine Schwächen hingewiesen, beispielsweise meine Schwierigkeiten beim Multitasking.» Umso mehr freut er sich natürlich über das Lob seines Mentors. «Ich kann mir kaum einen besseren Kandidaten für den Prix Schläfli vorstellen», schrieb er in seinem Empfehlungsschreiben. Die Jury sah es offenbar auch so.

Und wie geht es weiter? «Mein Traum wäre eine Professur in der Schweiz. Aber ich weiss, wie kompetitiv der akademische Markt ist», sagt er. Und er ist offen für andere Wege. «Wenn ich merke, dass ich in einem Jahr keine Lust mehr habe auf Forschung, dann gehe ich in die Industrie. Das wäre keine Niederlage.»