Nanoscale Surface Physics is de bestudering van de fysica (en chemie) van de oppervlakken van en de grensvlakken tussen materialen, helemaal op de nanometerschaal van atomen en moleculen. Oppervlakken en grensvlakken van materialen spelen een belangrijke rol in veel verschijnselen waar we in het dagelijks leven en in veel praktijktoepassingen mee te maken hebben. Het gedrag van de buitenste atomen is vaak anders dan dat van atomen in het inwendige van een materiaal.

Met gevoelige, grotendeels zelf ontwikkelde meetinstrumenten zoals scanning tunneling microscopen, onderzoekt Frenken een aantal fundamentele verschijnselen die een rol kunnen spelen in de context van de lithografie die van belang is voor de halfgeleiderindustrie. Zo wordt atoom voor atoom de vorming van grensvlakken gevolgd tussen verschillende materialen en de vorming van nieuwe materialen met een dikte van precies één atoomlaag. Ook bestudeert Frenken de fundamentele oorsprong van het lastige verschijnsel wrijving, waarbij getracht wordt manieren te vinden om van wrijving vrijwel af te komen.

Directeur van ARCNL

Frenken  is sinds 1 januari 2014 directeur van het Advanced Research Center for Nanolithography. Dit is een publiek-private samenwerking tussen de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM), de UvA, de VU en het bedrijf ASML. Frenken combineert het directeurschap met een wetenschappelijk-inhoudelijke rol, als leider van de werkgroep Nanolayers binnen ARCNL. Deze  werkgroep houdt zich bezig met experimenten op het terrein van oppervlakken, grensvlakken en ultradunne lagen.

Onderwijs

Frenken gaat diverse keuzevakken verzorgen binnen het masteronderwijs van Natuurkunde. Ook begeleidt hij de stages van bachelor- en masterstudenten in de Nanolayers-groep en het onderzoek van de promovendi in zijn groep.

Carrière

Frenken is in 1982 afgestudeerd aan de Universiteit van Amsterdam en promoveerde bij AMOLF onder leiding van Friso van der Veen en Frans Saris (Universiteit Utrecht, 1986). Daarna deed hij postdoc-onderzoek als Alexander-von-Humboldt Stipendium-houder bij het Max-Planck-Institut für Strömungsforschung in Göttingen (Duitsland). Na een kort verblijf in 1988 bij het IBM, T.J. Watson Research Center in Yorktown Heights (New York, VS), kwam Frenken terug bij AMOLF met een C.- en C. Huygensstipendium en startte hij een eigen onderzoeksgroep.

In 1994 werd Frenken Bijzonder Hoogleraar aan de Rijksuniversiteit Leiden. Twee jaar later is hij overgestapt en volledig hoogleraar geworden in Leiden. Zijn Amsterdamse onderzoek is in de loop van circa 3 jaar overgeheveld naar Leiden en is daar uitgegroeid tot een breed palet aan onderzoek aan oppervlakken, grensvlakken en dunne materialen. Frenken behoudt de komende periode nog een 0-aanstelling als hoogleraar in Leiden, totdat de laatste Leidse promovendus is gepromoveerd.

In de laatste tien jaar van zijn werk in Leiden heeft het valorisatiecomponent steeds volwassener vormen aangenomen. Dit manifesteerde zich in steeds zwaardere samenwerkingsvormen met de industrie. Zo was Frenken van 2007 t/m 2013 de Scientific Director van het SmartMix project Nano-Imaging under Industrial Conditions (NIMIC), waarin het bedrijfsleven intensief deelnam. Ook was hij  directeur van een van de sterk op valorisatie gerichte NanoNextNL-programma’s en is hij mede-oprichter (en aandeelhouder) van twee spin-offbedrijven; één op het terrein van wetenschappelijke instrumentatie (Leiden Probe Microscopy BV) en één op het terrein van de grootschalige productie van kwalitatief hoogstaand grafeen (Applied Nanolayers BV).

De ervaring die Frenken bij deze activiteiten heeft opgedaan komt goed van pas in zijn functie als Directeur ARCNL, waarbij de valorisatie van het fundamentele onderzoek en de verbinding tussen ARCNL en ASML van groot belang zijn.