Zu Gast am HZB: Humboldt-Forschungspreisträger Alexei Gruverman
Humboldt-Preisträger Professor Alexei Gruverman ist für einige Zeit am IFOX-Institut des HZB zu Gast. © privat
Professor Alexei Gruverman wurde im Oktober 2020 mit einem Humboldt-Forschungspreis ausgezeichnet. Wegen der COVID-Pandemie konnte er erst in diesem Jahr nach Deutschland reisen und ist nun für einige Monate zu Gast am Institut "Funktionale Oxide für energieeffiziente Informationstechnologie" am Helmholtz-Zentrum Berlin.
Die renommierte, mit 60.000 Euro dotierte Auszeichnung wird jährlich von der Alexander von Humboldt-Stiftung an herausragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Ausland verliehen, um Kooperationsprojekte mit Forschenden in Deutschland zu fördern.
"Wir freuen uns, Alexei Gruverman am HZB zu begrüßen. Er ist ein weltweit führender Wissenschaftler auf dem Gebiet der nanoskaligen Ferroelektrika. Wir werden unsere Zusammenarbeit mit ihm in mehreren Themenbereichen weiter ausbauen", sagt Prof. Catherine Dubourdieu, Leiterin des Instituts "Funktionale Oxide für energieeffiziente Informationstechnologie" am HZB.
Professor Alexei Gruverman ist Charles-Bessey-Professor am Department of Physics and Astronomy der Universität Nebraska-Lincoln, USA. Seine Forschungsinteressen reichen von statischen und dynamischen Eigenschaften von Eisenwerkstoffen im Nanobereich über elektronische Eigenschaften von polaren Oberflächen bis hin zu elektromechanischen Eigenschaften von Biomaterialien.
Der Humboldt-Forschungspreis würdigt seine herausragenden Forschungsleistungen bei der Untersuchung von physikalischen Phänomenen im Nanobereich in einer Vielzahl von Materialien unter Verwendung verschiedener Methoden der Rastersondenmikroskopie (SPM). Gruverman leistete Pionierarbeit bei der Entwicklung der Piezokraftmikroskopie (PFM), mit der sich nanoskalige Eigenschaften ferroelektrischer Materialien und Strukturen untersuchen lassen. Zu seinen wissenschaftlichen Errungenschaften zählen die Manipulation ferroelektrischer Domänen im Nanomaßstab, die Entwicklung eines Ansatzes für die schnelle Schaltdynamik in ferroelektrischen Kondensatoren, der Nachweis des Tunnel-Elektrowiderstandseffekts in Ferroelektrika und die Untersuchung des elektromechanischen Verhaltens biologischer Systeme im Nanomaßstab. Zu seinen aktuellen Forschungsthemen gehören die Entstehung der ferroelektrischen Ordnung in elektronischen 2D-Materialien und die Erforschung des physikalischen Mechanismus ihrer polarisationsgekoppelten Transporteigenschaften.
Gruverman wird diesen ersten mit dem Humboldt-Forschungspreis verbundenen Aufenthalt in Deutschland am HZB in Berlin und am NamLab in Dresden verbringen.
- 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.