HZB an Helmholtz-Plattform für Detektortechnologien und Detektorsysteme beteiligt
Die Helmholtz-Gemeinschaft initiiert eine Plattform, um Detektortechnologien und Detektorsysteme weiter zu entwickeln. Ziel der Plattform – die als Portfoliothema gefördert wird – ist es, Technologien zum Aufbau neuartiger Detektoren für Photonen, Neutronen sowie geladene Teilchen weiter zu entwickeln, die Datenübertragung und -auswertung zu optimieren und exemplarische Detektorprototypen zu entwerfen und zu bauen. Ein weiteres wichtiges Ziel ist die Vernetzung der Detektorlabore. Kleine Zentren können so an kostspieligen technologischen Entwicklungen teilhaben. Das HZB ist an der Plattform beteiligt und entwickelt Systeme für die Detektion von Neutronen, Photonen sowie intelligente, programmierbare Hardware für die Datenerfassung.
„Ein wichtiges Thema in der Neutronenforschung ist der Ersatz von Helium-3 in den Detektoren“, sagt der Koordinator der Neutronendetektorentwicklung in der Plattform, Dr. Thomas Wilpert. Helium-3 ist ein Nebenprodukt bei der Gewinnung von Tritium für militärische Zwecke. Auf Grund internationaler Abrüstung ist die Tritium-Produktion seit den 1990er Jahren deutlich zurückgegangen. Parallel dazu ist der Bedarf weltweit für verschiedene Anwendungen drastisch gestiegen, so dass ein Mangel an Helium-3 für Forschungszwecke deutlich spürbar ist.
Das HZB arbeitet deshalb gemeinsam mit Kooperationspartnern an der Entwicklung von Detektoren, die Bortrifluorid anstelle Helium-3 einsetzen. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für ein erfolgreiches Upgrade des HZB-Flugzeitspektrometers NEAT. Für die Weiterentwicklung so genannter schneller Photonendetektoren wird zudem ein Messplatz am Elektronenspeicherring BESSY II des HZB eingerichtet.
- Energie von Ladungsträgerpaaren in Kuprat-VerbindungenNoch immer ist die Hochtemperatursupraleitung nicht vollständig verstanden. Nun hat ein internationales Forschungsteam an BESSY II die Energie von Ladungsträgerpaaren in undotiertem La₂CuO₄ vermessen. Die Messungen zeigten, dass die Wechselwirkungsenergien in den potenziell supraleitenden Kupferoxid-Schichten deutlich geringer sind als in den isolierenden Lanthanoxid-Schichten. Die Ergebnisse tragen zum besseren Verständnis der Hochtemperatur-Supraleitung bei und könnten auch für die Erforschung anderer funktionaler Materialien relevant sein.
- Elektrokatalyse mit doppeltem Nutzen – ein ÜberblickHybride Elektrokatalysatoren können beispielsweise gleichzeitig grünen Wasserstoff und wertvolle organische Verbindungen produzieren. Dies verspricht wirtschaftlich rentable Anwendungen. Die komplexen katalytischen Reaktionen, die bei der Herstellung organischer Verbindungen ablaufen, sind jedoch noch nicht vollständig verstanden. Moderne Röntgenmethoden an Synchrotronquellen wie BESSY II ermöglichen es, Katalysatormaterialien und die an ihren Oberflächen ablaufenden Reaktionen in Echtzeit, in situ und unter realen Betriebsbedingungen zu analysieren. Dies liefert Erkenntnisse, die für eine gezielte Optimierung genutzt werden können. Ein Team hat nun in Nature Reviews Chemistry einen Überblick über den aktuellen Wissensstand veröffentlicht.
- BESSY II: Phosphorketten – ein 1D-Material mit 1D elektronischen EigenschaftenErstmals ist es einem Team an BESSY II gelungen, experimentell eindimensionale elektronische Eigenschaften in Phosphor nachzuweisen. Die Proben bestanden aus kurzen Ketten aus Phosphoratomen, die sich auf einem Silbersubstrat selbst organisiert in bestimmten Winkeln bilden. Durch eine raffinierte Auswertung gelang es, die Beiträge von unterschiedlich ausgerichteten Ketten voneinander zu trennen und zu zeigen, dass die elektronischen Eigenschaften tatsächlich einen eindimensionalen Charakter besitzen. Berechnungen zeigten darüber hinaus, dass ein spannender Phasenübergang zu erwarten ist. Während das Material aus einzelnen Ketten halbleitend ist, wäre eine sehr dichte Kettenstruktur metallisch.