HZB baut Undulator für SESAME in Jordanien
Der APPLE II UE56 Doppelundulator erzeugt brillantes Licht mit variabler Polarisation. © HZB
Das Helmholtz-Zentrum Berlin baut einen APPLE II Undulator für die Synchrotron-Lichtquelle SESAME in Jordanien. Der Undulator wird an der Helmholtz- SESAME-Beamline (HESEB) eingesetzt, die von fünf Helmholtz-Zentren an SESAME aufgebaut wird. Die Helmholtz-Gemeinschaft investiert 3,5 Millionen Euro in das Projekt, das von DESY koordiniert wird.
SESAME steht für “Synchrotron-light for Experimental Science and Applications in the Middle East” und stellt brillantes Röntgenlicht für die Forschung zur Verfügung. Die Synchrotronstrahlungsquelle der dritten Generation wurde 2017 in Betrieb genommen. Ägypten, Iran, Israel, Jordanien, Pakistan, die palästinensischen Autonomiegebiete, die Türkei und Zypern kooperieren für dieses einzigartige Projekt, um Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus dem Nahen Osten Zugang zu einem der vielseitigsten Werkzeuge der Forschung zu gewährleisten. Bisher gibt es vier Strahlrohre an SESAME.
Neue Beamline für weiches Röntgenlicht
Nun wird SESAME ein fünftes Strahlrohr erhalten. Es soll „weiches“ Röntgenlicht im Energiebereich zwischen 70 eV und 1800 eV erzeugen. Dieses Röntgenlicht eignet sich besonders dafür, Oberflächen und Grenzflächen von unterschiedlichen Materialien zu untersuchen, bestimmte chemische und elektronische Prozesse zu beobachten oder Kulturschätze zerstörungsfrei zu analysieren. Das neue Strahlrohr wird als Helmholtz-SESAME Beamline (HESEB) von den Helmholtz-Zentren DESY (Federführung), Forschungszentrum Jülich, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) sowie Karlsruher Institut für Technologie (KIT) aufgebaut.
Der Undulator kommt vom HZB
Das Team um Dr. Johannes Bahrdt am HZB hat die Aufgabe übernommen, einen Undulator für das neue Strahlrohr zu konstruieren und in Betrieb zu nehmen. Undulatoren bestehen aus zwei sich gegenüberstehenden Anordnungen von Magneten, die die ultraschnellen Elektronenpakete zu einer wellenartigen Bewegung zwingen. Dabei geben die Elektronenpakete an jedem Umkehrpunkt der Welle Licht ab, das sich gegenseitig verstärkt, so dass ein laserartiger Strahl entsteht: das Synchrotronlicht. Johannes Bahrdt hat bereits mehrere Undulator-Typen entwickelt, darunter auch den APPLE II UE56-Undulator, der an BESSY II seit bald 20 Jahren sehr erfolgreich eingesetzt wird. Der APPLE II UE56 Doppelundulator erzeugt brillantes Licht mit variabler Polarisation, mit dem sich zum Beispiel magnetische Nanostrukturen untersuchen lassen. Für SESAME wird nun ein UE56-Modul komplett umgebaut, mit neuen Magneten versehen und auf den neuesten Stand der Technik gebracht. Dabei wird das Undulator-Team die Kollegen an SESAME ausbilden und später über eine Fernwartung unterstützen.
HZB und SESAME
Mit dem HZB verbindet SESAME eine lange Vorgeschichte: Denn im Herzen von SESAME stecken auch einige Beschleuniger-Komponenten aus BESSY I, der Vorgängerquelle von BESSY II, die 1998 abgebaut wurde. Die Helmholtz-Gemeinschaft fördert die Helmholtz-SESAME-Beamline mit insgesamt 3,5 Millionen Euro. Das Projekt startet Anfang 2019 und soll in vier Jahren abgeschlossen werden.
- Ernst-Eckhard-Koch-Preis und Innovationspreis Synchrotronstrahlung 2025Der Freundeskreis des HZB zeichnete auf dem 27. Nutzertreffen BESSY@HZB die Dissertation von Dr. Enggar Pramanto Wibowo (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg) aus.
Darüber hinaus wurde der Europäische Innovationspreis Synchrotronstrahlung 2025 an Prof. Tim Salditt (Georg-August-Universität Göttingen) sowie an die Professoren Danny D. Jonigk und Maximilian Ackermann (beide, Universitätsklinikum der RWTH Aachen) verliehen. - Gute Aussichten für Zinn-Perowskit-SolarzellenPerowskit-Solarzellen gelten weithin als die Photovoltaik-Technologie der nächsten Generation. Allerdings sind Perowskit-Halbleiter langfristig noch nicht stabil genug für den breiten kommerziellen Einsatz. Ein Grund dafür sind wandernde Ionen, die mit der Zeit dazu führen, dass das Halbleitermaterial degradiert. Ein Team des HZB und der Universität Potsdam hat nun die Ionendichte in vier verschiedenen Perowskit-Halbleitern untersucht und dabei erhebliche Unterschiede festgestellt. Eine besonders geringe Ionendichte wiesen Zinn-Perowskit-Halbleiter auf, die mit einem alternativen Lösungsmittel hergestellt wurden – hier betrug die Ionendichte nur ein Zehntel im Vergleich zu Blei-Perowskit-Halbleitern. Damit könnten Perowskite auf Zinnbasis ein besonders großes Potenzial zur Herstellung von umweltfreundlichen und besonders stabilen Solarzellen besitzen.
- Synchrotron-strahlungsquellen: Werkzeugkästen für QuantentechnologienSynchrotronstrahlungsquellen erzeugen hochbrillante Lichtpulse, von Infrarot bis zu harter Röntgenstrahlung, mit denen sich tiefe Einblicke in komplexe Materialien gewinnen lassen. Ein internationales Team hat nun im Fachjournal Advanced Functional Materials einen Überblick über Synchrotronmethoden für die Weiterentwicklung von Quantentechnologien veröffentlicht: Anhand konkreter Beispiele zeigen sie, wie diese einzigartigen Werkzeuge dazu beitragen können, das Potenzial von Quantentechnologien wie z. B. Quantencomputing zu erschließen, Produktionsbarrieren zu überwinden und den Weg für zukünftige Durchbrüche zu ebnen.