Zwei berühmte Gemälde mit Neutronen untersucht: "St. Sebasian" von George de La Tour und "Girl with a Platter of Fruits" von Tiziano Vecellio
In Kooperation mit der Gemäldegalerie Berlin und der Stiftung Preußischer Schlösser und Gärten Berlin-Brandenburg sind am Forschungsreaktor BER II zwei Gemälde untersucht worden. Seit vielen Jahren wird ein spezielles Neutroneninstrument zur zerstörungsfreien Analyse von Gemälden mittels Neutronenautoradiographie genutzt.
Berichte zu den untersuchten Gemälden
- Autoradiographs from the Paintings "St. Sebasian" by George de La Tour (PDF-Datei, 677KB)
- Autoradiograph from "Girl with a Platter of Fruits" by Tiziano Vecellio (PDF-Datei, 633KB)
Gemäldeforschung mit Neutronen
Neutronen haben eine große Eindringtiefe. Die Atomkerne der Farbpigmente in den Gemälden werden durch die Bestrahlung mit Neutronen aktiviert. Die induzierte Beta-Strahlung schwärzt Röntgenfilme oder Image-Plates, deren Information digital weiterverarbeitet werden kann. So erhält man in Abhängigkeit der Halbwertszeiten der entstandenen Isotope verschiedene Aufnahmen des Gemäldes, bzw. Aufnahmen von unter der sichtbaren Oberfläche liegenden Schichten und damit eine Information über die Verteilung der Pigmente. Aus der Energieanalyse der radioaktiven Gamma-Strahlung mittels eines Ge-Detektors erhält man die elementanalytische Zusammensetzung der Farbpigmente. Mit dieser Methode kann man konzeptionelle Änderungen und Korrekturen (sog. "Pentimente") des Malers visualisieren. In einigen wenigen Fällen lassen sich auch Aussagen über die Authentizität eines Bildes machen. Kunsthistoriker und Restauratoren erhalten zudem wertvolle Informationen über die Bildgenese, die Maltechnik des Künstlers, den Zustand eines Gemäldes und die Möglichkeiten der Restaurierung.
Neutroneninstrument: Irradiation Device B8
Das Instrument erlaubt die Bestrahlung und Aktivierung von Folien, Materialproben, geologischen Proben sowie Kunstgegenständen mit kalten Neutronen und die anschließende Analyse mit Hilfe der Gamma-Spektroskopie und/oder Röntgenfilmen bzw. Imaging-Plate-Technik, (Neutronen-Autoradiographie und Neutronenaktivierungsanalyse). Seit vielen Jahren wird die Anlage hauptsächlich in der Gemäldeforschung zur zerstörungsfreien Analyse von Gemälden mittels Neutronenautoradiographie genutzt. Zu Beginn des Jahres 2000 wurde die Bestrahlungsanlage B8, organisatorisch und inhaltlich dem Berliner Zentrum für Neutronenstreuung (BENSC) angegliedert. (Instrument B8 bei BENSC)
- Magnetische Bildgebung: Mikroblumen verstärken das lokale MagnetfeldMaterialien mit magnetischen Nanostrukturen bieten viele Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise in der Spintronik. Um solche Materialien zu untersuchen, sind magnetisch empfindliche Bildgebungsverfahren im Nanobereich geeignet, bisher konnten während des Bildgebung jedoch nur schwache Magnetfelder angelegt werden. Nun hat eine internationale Forschungsgruppe unter der Leitung von Dr. Sergio Valencia vom HZB einen Ansatz entwickelt, der diese Einschränkung überwindet. Das Team entwarf winzige Magnetflusskonzentratoren (MFCs). Die Geometrie der MFCs ähnelt einer Blume und fokussiert das angelegte Magnetfeld auf das Zentrum, in dem die Probe sitzt. Die „Mikroblumen“, die das Magnetfeld lokal verstärken, können in vielen nanometrischen magnetischen Mikroskopieverfahren eingesetzt werden.
- CIGS-Perowskit-Tandemzelle erreicht Rekordwirkungsgrad von 25,5 %Ein Berliner Team aus Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und Center for the Science of Materials Berlin (CSMB) an der Humboldt-Universität zu Berlin hat einen neuen Rekord für eine Tandemsolarzelle aufgestellt. Durch die Kombination einer CIGS-Halbleiterschicht mit Perowskit gelang es ihnen, 25,5 % des Sonnenlichts in elektrische Energie umzuwandeln. Der bisherige Rekord für diese Materialkombination und diese Zellgröße lag bei 24,6 %. Der neue Rekord wurde zertifiziert und ist in den Solar Cell Efficiency Tables (den „Green Tables“) zu finden, die als Nachschlagewerk für die weltweite Photovoltaik-Gemeinschaft gelten.
- Unordnung erzeugt neue Eigenschaften in VerbindungshalbleiternEin internationales Forschungsteam hat gezeigt, dass intrinsische Unordnung im Verbindungshalbleiter CuInSnS₄ genutzt werden kann, um dessen optische Eigenschaften zu beeinflussen. Optische Anregungen (Exzitonen) reagieren empfindlich auf die lokale Anordnung der Atome. Dabei zeigen sie überraschenderweise eine richtungsabhängige Reaktion, obwohl die durchschnittliche Kristallstruktur kubisch ist. Diese Erkenntnisse werfen ein neues Licht auf den Zusammenhang zwischen Unordnung und Materialeigenschaften und eröffnen neue Möglichkeiten für ein gezieltes „Unordnungs-Engineering“ in optoelektronischen und photokatalytischen Bauelementen.