Forschung

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.

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.
 

Im Bereich Magnetische Materialien wird die kondensierte Materie durchleuchtet, um dem Phänomen des Magnetismus weiter auf die Spur zu kommen. Struktureigenschaften und Bewegungsvorgänge in der atomaren Dimension entscheiden darüber, ob ein Stoff magnetisch ist und welche magnetischen Eigenschaften er hat. Ebenso wie Wasser seine Erscheinung am Nullpunkt sprunghaft ändert, ändern sich auch magnetische Eigenschaften zuweilen sprunghaft. Dies sieht man allerdings erst unter Extrembedingungen, etwa unter hohem Druck, bei tiefen Temperaturen und wenn ein hohes äußeres Magnetfeld angelegt wird.

Im Bereich Funktionale Materialien werden der Aufbau und die Bewegungsvorgänge der kondensierten Materie untersucht, wobei die atomaren Dimensionen im Blickpunkt stehen. Winzige Bausteine von Metallen, Halbleitern oder organischen Stoffen werden unter die Lupe genommen mit dem Ziel, das makroskopische Verhalten dieser Materialien besser zu verstehen (Struktur-Eigenschafts-Beziehungen).