Neuer 12-T-Magnet in der BESSY II Halle stärkt Energie- und Magnetismusforschung
Erschöpft, aber glücklich: v.l.n.r. - K. Holldack (HZB), A. Schnegg (MPI CEC Mülheim, HZB), T. Lohmiller (HZB, HUB), D. Ponwitz (HZB) nach der erfolgreichen Inbetriebnahme des neuen 12T-Magneten (grün).
Die TeraHertz-Elektronenspinresonanz (THz-EPR) bei BESSY II liefert wichtige Informationen über die elektronische Struktur neuartiger magnetischer Materialien und Katalysatoren. Mitte Januar 2022 haben die Forschenden am betreffenden Strahlrohr einen neuen, supraleitenden 12-T-Magneten in Betrieb genommen, der neue wissenschaftliche Erkenntnisse verspricht.
Die THz-EPR-Endstation bietet durch die Kombination von kohärentem TeraHertz-Licht von BESSY II und hohen Magnetfeldern einzigartige experimentelle Bedingungen. Diese Möglichkeiten werden nun durch den 12-T-Magneten erweitert, der mit Mitteln aus dem BMBF-Netzwerkprojekt "ERP-on-a-Chip" und dem HZB beschafft wurde.
„Wir erwarten durch den neuen Aufbau viele spannende neue wissenschaftliche Arbeiten mit Nutzergruppen und innerhalb unseres gemeinsamen Labors EPR4Energy mit dem Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion (CEC) in Mülheim. Wir freuen uns sehr über die erfolgreiche Inbetriebnahme des supraleitenden Magneten, der das zurzeit höchste Magnetfeld bei BESSY II liefert", sagt Karsten Holldack, der verantwortliche Wissenschaftler am THz-Strahlrohr.
- BESSY II: Phosphorketten – ein 1D-Material mit 1D elektronischen EigenschaftenErstmals ist es einem Team an BESSY II gelungen, experimentell eindimensionale elektronische Eigenschaften in einem Material 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.
- Ein innerer Kompass für Meereslebewesen im PaläozänVor Jahrmillionen produzierten einige Meeresorganismen mysteriöse Magnetpartikel von ungewöhnlicher Größe, die heute als Fossilien in Sedimenten zu finden sind. Nun ist es einem internationalen Team gelungen, die magnetischen Domänen auf einem dieser „Riesenmagnetfossilien” mit einer raffinierten Methode an der Diamond-Röntgenquelle zu kartieren. Ihre Analyse zeigt, dass diese Partikel es den Organismen ermöglicht haben könnten, winzige Schwankungen sowohl in der Richtung als auch in der Intensität des Erdmagnetfelds wahrzunehmen. Dadurch konnten sie sich verorten und über den Ozean navigieren. Die neue Methode eignet sich auch, um zu testen, ob bestimmte Eisenoxidpartikel in Marsproben tatsächlich biogenen Ursprungs sind.
- Was vibrierende Moleküle über die Zellbiologie verratenMit Infrarot-Vibrationsspektroskopie an BESSY II lassen sich hochaufgelöste Karten von Molekülen in lebenden Zellen und Zellorganellen in ihrer natürlichen wässrigen Umgebung erstellen, zeigt eine neue Studie von einem Team aus HZB und Humboldt-Universität zu Berlin. Die Nano-IR-Spektroskopie mit SNOM an der IRIS-Beamline eignet sich, um winzige biologische Proben zu untersuchen und Infrarotbilder der Molekülschwingungen mit Nanometer-Auflösung zu erzeugen. Es ist sogar möglich, 3D-Informationen, also Infrarot-Tomogramme, aufzuzeichnen. Um das Verfahren zu testen, hat das Team Fibroblasten auf einer hochtransparenten SiC-Membran gezüchtet und in vivo untersucht. Die Methode ermöglicht neue Einblicke in die Zellbiologie.