Von angeregten Atomen zur Funktionalität – ERC Advanced Grant für Alexander Föhlisch
Alexander Föhlisch leitet das HZB-Institut für Methoden und Instrumentierung der Forschung mit Synchrotronstrahlung und ist Professor an der Universität Potsdam. © HZB
Im EU-Forschungs- und Innovationsprogramm „Horizon 2020“ hat Alexander Föhlisch einen ERC Advanced Grant eingeworben. Der renommierte Physiker ist Professor am Institut für Physik und Astronomie der Universität Potsdam und leitet am Helmholtz-Zentrum Berlin das Institut für Methoden und Instrumentierung der Forschung mit Synchrotronstrahlung. Mit dem ERC Advanced Grant erhält er für seine Arbeit an hochselektiven Nachweisverfahren mit Synchrotronlicht und Röntgenlasern insgesamt 2,5 Millionen Euro für fünf Jahre.
Der European Research Council (ERC) fördert mit den Advanced Grants unkonventionelle und wegbereitende Forschung und unterstützt herausragende Spitzenforscher. Derzeit führen Wissenschaftler der Universität Potsdam sechs weitere ERC Grants durch.
Das neue Forschungsprojekt trägt den Namen „Excited state Dynamics from Anti-Stokes and non-linear resonant inelastic X-ray scattering“ (EDAX). Alexander Föhlisch wird darin untersuchen, wie sich chemische Reaktionspfade und Phasenübergangsverhalten mit neuartigen röntgenspektroskopischen Verfahren sichtbar machen lassen. Sie dienen als Grundlage für eine effiziente Energiewandlung und zukünftige energieeffiziente Informationstechnologien.
Alexander Föhlisch studierte Physik an der Eberhard Karls Universität Tübingen und erhielt sein Diplom an der Universität Hamburg und den Master of Arts in Physics an der State University of New York at Stony Brook. Vor seiner Habilitation in Experimentalphysik an der Universität Hamburg promovierte er an der Universität Uppsala in Schweden, wo er an der Advanced Light Source des Lawrence Berkeley National Laboratory forschte. Als gemeinsam berufener Professor der Universität Potsdam und des Helmholtz-Zentrums Berlin bestimmt er die elektronische Struktur und ultraschnelle Dynamik atomarer Einheiten mit innovativen Röntgenmethoden. Grundlegende Eigenschaften von Materialien – wie Moleküldynamiken an Grenzflächen, Schaltprozesse an Festkörpern oder chemische Bindungsverhältnisse aktiver Zentren – können so bestimmt werden.
- BESSY II: Erster Film von Spinwellen im Nano-OszillatorSpin-Hall-Nano-Oszillatoren sind winzige Bauelemente auf Basis von ultradünnen CoFeB-Schichten. Sie wandeln Gleichstrom in Mikrowellensignale um und gelten als Option für eine besonders effiziente drahtlose Kommunikation oder für eine neue Technologie der Datenverarbeitung, die vom Gehirn inspiriert ist. Ein schwedisch-deutsches Team konnte nun an BESSY II zum ersten Mal die Magnetisierungsdynamik im Inneren eines solchen Spin-Hall-Nano-Oszillators abbilden, sozusagen filmen. Dazu nutzten sie die zeitaufgelöste Röntgen-Rastertransmissionsmikroskopie am MAXYMUS-Instrument. Die Abbildungen zeigen Merkmale von Spinwellen, die in den bisherigen indirekten Messverfahren nicht sichtbar waren. Die Studie ist in „Advanced Materials“ veröffentlicht.
- BESSY II: Hochaufgelöste Einblicke in einzelne Biomoleküle und KatalysatorenWinzige biologische Proben und sogar einzelne Biomoleküle können nun an der BESSY-II-Infrarot-Beamline unter lebensnahen Bedingungen in höchster Auflösung untersucht werden. Die nanoskalige Infrarotspektroskopie (s-SNOM) wurde dafür verbessert und gründlich validiert. Ultradünne Membrane auf Siliziumbasis ermöglichen dabei die Untersuchung im wässrigen Medium. Ein internationales Team um den HZB-Experten Dr. Alexander Veber konnte nach einem ersten Proof-of-Concept nachweisen, dass Nano-IR-Messungen in wässriger Umgebung mit den erwarteten Fernfeld-IR-Spektren übereinstimmen. Dieser methodische Fortschritt ermöglicht nun tiefere Einblicke in Biomaterialien, aber auch die Beobachtung katalytischer Prozesse in flüssigen Umgebungen.
- Neue Methode zeigt, wie molekulare Schalter von ihren Nachbarn beeinflusst werdenForschende der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) können erstmals direkt erkennen, wie die Umgebung eines molekularen Schalters dessen elektronische Struktur beeinflusst. Molekulare Schalter sind Moleküle, die sich durch äußere Einflüsse wie Temperaturänderungen zwischen zwei Zuständen umschalten lassen – ähnlich einem Schalter mit den Positionen „An“ und „Aus“. Solche Moleküle werden als mögliche Bausteine für künftige Datenspeicher oder Sensormaterialien erforscht. Mit Hilfe der magnetischen Terahertz-Spektroskopie an BESSY II konnten die Forschenden nun erstmals unterscheiden, ob benachbarte Moleküle in einem Material gleich oder anders geschaltet sind. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift „Angewandte Chemie International Edition“ erschienen.