Topologische Isolatoren: Hochkarätiges Forschertreffen in Berlin
Hochkarätige Forscher trafen sich zur Fachtagung “New Trends in Topological Insulators 2014” am Gendarmenmarkt.
Vom 7. bis 10. Juli haben sich in Berlin 150 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler getroffen, um ihre neuesten Erkenntnisse auf dem Gebiet der topologischen Isolatoren auszutauschen.
Topologische Isolatoren sind neuartige Quantenmaterialien, die im Inneren elektrisch isolierend, an der Oberfläche jedoch wegen topologisch geschützter und spinpolarisierter elektronischer Zustände metallisch leitend sind.
Die Konferenz “New Trends in Topological Insulators 2014” führte zahlreiche herausragende Forscherinnen und Forscher nach Berlin. 20 erhielten eine Einladung als Vortragende, darunter Laurens W. Molenkamp (Leibniz-Preis, 2014), Yoichi Ando (Inoue Prize for Science, 2014), Zhi-Xun Shen (Buckley-Preis, 2011), Shoucheng Zhang (Buckley-Preis, 2012, zusammen mit Laurens W. Molenkamp).
Zu den Highlights der Tagung gehörten Themen wie optische Anregungen, verschränkte Elektron-Licht-Zustände, die Bedeutung korrelierter Elektronen sowie die direkte Abbildung von helikalen Kantenzuständen und von Majorana-Fermionen.
Das Forscher-Treffen im Gebäude der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften wurde von der DFG und dem Helmholtz-Zentrum Berlin finanziert. Oliver Rader vom HZB hatte die Veranstaltung gemeinsam mit Gustav Bihlmayer (Forschungszentrum Jülich) und Saskia Fischer (Humboldt-Universität) organisiert.
- Wie sich Nanokatalysatoren während der Katalyse verändernMit der Kombination aus Spektromikroskopie an BESSY II und mikroskopischen Analysen am NanoLab von DESY gelang es einem Team, neue Einblicke in das chemische Verhalten von Nanokatalysatoren während der Katalyse zu gewinnen. Die Nanopartikel bestanden aus einem Platin-Kern mit einer Rhodium-Schale. Diese Konfiguration ermöglicht es, strukturelle Änderungen beispielsweise in Rhodium-Platin-Katalysatoren für die Emissionskontrolle besser zu verstehen. Die Ergebnisse zeigen, dass Rhodium in der Schale unter typischen katalytischen Bedingungen teilweise ins Innere der Nanopartikel diffundieren kann. Dabei verbleibt jedoch der größte Teil an der Oberfläche und oxidiert. Dieser Prozess ist stark von der Oberflächenorientierung der Nanopartikelfacetten abhängig.
- Metalloxide: Wie Lichtpulse Elektronen in Bewegung setzenMetalloxide kommen in der Natur reichlich vor und spielen eine zentrale Rolle in Technologien wie der Photokatalyse und der Photovoltaik. In den meisten Metalloxiden ist jedoch aufgrund der starken Abstoßung zwischen Elektronen benachbarter Metallatome die elektrische Leitfähigkeit sehr gering. Ein Team am HZB hat nun zusammen mit Partnerinstitutionen gezeigt, dass Lichtimpulse diese Abstoßungskräfte vorübergehend schwächen können. Dadurch sinkt die Energie, die für die Elektronenbeweglichkeit erforderlich ist, so dass ein metallähnliches Verhalten entsteht. Diese Entdeckung bietet eine neue Möglichkeit, Materialeigenschaften mit Licht zu manipulieren, und birgt ein hohes Potenzial für effizientere lichtbasierte Bauelemente.
- Schlüsseltechnologie für eine Zukunft ohne fossile EnergieträgerIm Juni und Juli 2025 verbrachte der Katalyseforscher Nico Fischer Zeit am HZB. Es war sein „Sabbatical“, für einige Monate war er von seinen Pflichten als Direktor des Katalyse-Instituts in Cape Town entbunden und konnte sich nur der Forschung widmen. Mit dem HZB arbeitet sein Institut an zwei Projekten, die mit Hilfe von neuartigen Katalysatortechnologien umweltfreundliche Alternativen erschließen sollen. Mit ihm sprach Antonia Rötger.