Forschung

Im Bereich Funktionale Materialien werden eine Vielzahl von Stoffen der kondensierten Materie untersucht. Die Bandbreite reicht von modernen metallischen Werkstoffen über neuartige Polymere bis zu biologischen Substanzen wie Proteinen. Im Blickpunkt stehen der atomare und mikroskopische Aufbau und die Dynamik dieser Materialien. Mit der außergewöhnlichen Vielfalt der zur Verfügung stehenden experimentellen Methoden wird das Ziel verfolgt das Verhalten dieser Substanzen besser zu verstehen und funktionale Materialien für die Zukunft zu entwerfen.

Mit dem Forschungsreaktor BER II  und dem Elektronenspeicherring BESSY II verfügt das HZB über zwei Großgeräte, mit denen Nutzer aus aller Welt ins Innere der Materie schauen und ihre spezifischen Fragestellungen bearbeiten können. Die HZB-Wissenschaftler helfen dabei. Sie stehen für eine hervorragende Nutzerbetreuung an hochmodernen Experimentierplätzen. Es ist einmalig in Deutschland, dass solche Großgeräte - eine Neutronenquelle und eine Synchrotronquelle - aus einer Hand betrieben werden.  Wissenschaftler aus aller Welt arbeiten dabei neben deutschen Kollegen in folgenden Abteilungen.

Magnetische Materialien sind Grundlage vieler moderner technischer Anwendungen. Die Forschung im Bereich Magnetische Materialien zielt auf das mikroskopische Verständnis fundamentaler Aspekte des Magnetismus in Festkörpern. Zu diesem Zweck werden die Struktur und Dynamik magnetischer Modellsysteme auf atomarer Ebene unter extremen Bedingungen untersucht. Dies sind Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt, starke Magnetfelder, hohe Drücke oder ultrakurze Laserpulse. Dabei wird ein breites Spektrum von experimentellen Techniken verwendet, das an den Neutronen- und Synchrotroneinrichtungen zur Verfügung steht.

Damit die Photovoltaik in naher Zukunft zur großtechnischen Erzeugung von Elektrizität, aber auch zur Brennstofferzeugung beitragen kann (zum Beispiel mit Wasserstoff), sind neue Technologien notwendig. Zum Beispiel ist eine einfache Prozesssteuerung gefragt mit dem Ziel, kostengünstiger zu produzieren. Dabei muss zugleich der Material- und Energieverbrauch gesenkt werden. Mit seiner Grundlagenforschung will das HZB dazu beitragen, dass weiterhin neue Erkenntnisse gewonnen werden - etwa über neue Materialien oder über Prozesse im Inneren, die zum Transport der Ladungsträger in einer Solarzelle beitragen. Die Grundlagenforschung ist die Basis, auf der innovative Technologien entstehen. Am HZB wird die Grundlagenforschung bis zur Entwicklung von vorindustriellen Prototypen geführt.