Stefan Witte start bij Imaging Physics als hoogleraar

Het College van Bestuur van de TU Delft heeft Stefan Witte per september 2024 benoemd tot hoogleraar Optica voor nanoschaal metrologie aan de afdeling Imaging Physics van de faculteit Technische Natuurwetenschappen. Dankzij het TU Delft Excellence Fund kan Stefan Witte een vliegende start maken met zijn nieuwe onderzoeksgroep en verwacht hij snel eerste onderzoeksresultaten te boeken. 

Nanostructuren in beeld brengen
Stefan Witte gaat werken aan manieren om driedimensionale (3D) nanostructuren af te beelden. “Een typisch voorbeeld van zulke structuren zijn computerchips, waarin de kleinste elementen afmetingen hebben van slechts enkele nanometers, en ook uit meerdere lagen van zulke kleine structuren bestaan”, legt Witte uit. “Microscopie met behulp van licht is dan lastig, omdat zulke structuren veel kleiner zijn dan de golflengte van zichtbaar licht.” 

Daarom werkt Witte met extreem-ultraviolet (EUV) licht: daarvan is de golflengte wel kort genoeg om zulke nanostructuren mee te kunnen afbeelden. Om dat voor elkaar te krijgen doet hij onderzoek naar manieren om EUV-licht te produceren met behulp van intense, ultrakorte laserpulsen. Ook werkt hij aan ‘lensloze microscopie’, omdat er geen goede lenzen beschikbaar zijn voor dat soort licht. “Het idee is dat we best goed begrijpen hoe licht verstrooit van kleine objecten. Door die verstrooiing te meten en gebruik te maken van slimme algoritmes, kunnen we alsnog een beeld van een object reconstrueren”, aldus de onderzoeker.

‘Echo’s’ van verborgen structuren
Daarnaast ontwikkelt Witte een techniek die foto-akoestiek heet, om ondoorzichtige structuren 3D in beeld te brengen. “Je kunt licht dan niet direct gebruiken om binnenin zulke structuren te kijken”, zegt Witte. “In plaats daarvan gebruik ik korte lichtpulsen om geluidsgolven te genereren aan het oppervlak van zo’n object. Die geluidsgolven bewegen wel door het object heen, en de ‘echo’s’ van verborgen structuren zijn vervolgens aan het oppervlak te detecteren met licht.”

Vliegende start door Excellence Fund
De nieuwe groepsleider is mede dankzij ondersteuning van het TU Delft Excellence Fund aangesteld bij de afdeling Imaging Physics. Witte: “Het Excellence Fund geeft mij de mogelijkheid om een vliegende start te maken bij de afdeling. Ik kan enkele onderzoekers aanstellen en experimenten gaan opbouwen. Dat is heel fijn om snel eerste onderzoeksresultaten te kunnen boeken, en op basis daarvan de groep verder uit te bouwen. Het zorgt er ook voor dat ik studenten snel uitdagende experimentele afstudeerprojecten kan bieden.”

Alledaags en enorm krachtig
Wat is Witte’s persoonlijke drijfveer voor het onderzoek? “Optica is bijzonder, in de zin dat het aan de ene kant heel alledaags is – iedereen weet wat licht is en gebruikt het dagelijks. Aan de andere kant is het een enorm krachtig middel om iets te leren over materie op micro- en nanoschaal. Experimenten met lasers zijn leuk om te doen, ook omdat je relatief makkelijk veel verschillende soorten metingen kunt doen. En dan proberen om steeds wat verder te gaan dan tot nu toe mogelijk was, door een probleem net iets anders te bekijken of een experiment anders aan te pakken.”

‘Enabling technology’
“Ik kom graag in contact met mensen binnen en buiten de faculteit”, zegt Witte. “Ik zie beeldvormende technieken als ‘enabling technology’: het maakt ander onderzoek en nieuwe toepassingen mogelijk. Wat dat betreft zie ik allerlei mogelijkheden voor samenwerking met de andere afdelingen binnen TNW, en ook met onderzoek aan andere faculteiten waarbij het karakteriseren van nanostructuren een rol speelt.”

Stefan Witte promoveerde (cum laude) in 2007 aan de Vrije Universiteit Amsterdam, voor onderzoek naar ‘intense ultrafast laser development and precision spectroscopy with frequency combs’. Hij deed postdoc-onderzoek naar ‘nonlinear microscopy and biomedical imaging’ (Vrije Universiteit) en naar ‘ultrafast electron dynamics and lensless imaging with high-harmonic sources’ (JILA, University of Colorado).

Vanaf 2014 werkte Stefan bij het Advanced Research Center for Nanolithography (ARCNL), waar hij de EUV Generation and Imaging group bij ARCNL leidde en hoofd was van de afdeling Metrology. Sinds 2019 was hij ook universitair hoofddocent aan de Vrije Universiteit Amsterdam.

Stefan ontving een ERC Starting Grant in 2014, een ERC Consolidator Grant in 2019 en een NWO VICI grant in 2022. Hij is ook hoofdonderzoeker in het NWO-TTW Perspectief consortium LINX (Lensless Imaging with soft-X-rays).