Alexander Gray kommt als Humboldt-Fellow ans HZB
Alexander Gray (hier in seinem Labor an der Temple Universität in Philadelphia, USA) will die Zusammenarbeit mit dem Team von Florian Kronast an BESSY II verstärken. © Privat
Alexander Gray von der Temple University in Philadelphia, USA, arbeitet gemeinsam mit dem HZB-Physiker Florian Kronast an der Erforschung neuartiger 2D-Quantenmaterialien an BESSY II. Mit dem Stipendium der Alexander von Humboldt-Stiftung kann er diese Zusammenarbeit nun vertiefen. Bei BESSY II will er tiefenaufgelöste röntgenmikroskopische und -spektroskopische Methoden weiterentwickeln, um 2D-Quantenmaterialien und Bauelemente für neue Informationstechnologien zu untersuchen.
Topologische Isolatoren und Weyl-Semimetalle gehören zu den spannendsten Materialklassen für Quantenbauelemente. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie an den Oberflächen und Grenzflächen andere (elektronische und magnetische) Eigenschaften haben als im Volumen. Alexander Gray ist Experte auf diesem Gebiet und kommt häufig für kurze Messperioden zu BESSY II, wo er mit Florian Kronast zusammenarbeitet.
Als Stipendiat der Alexander von Humboldt-Stiftung kann der amerikanische Physiker nun regelmäßige Gastaufenthalte am HZB im Team von Florian Kronast und am Forschungszentrum Jülich im Team von Claus Schneider finanzieren. "Mit dem Humboldt-Stipendium haben wir mehr Zeit, um zu untersuchen, wie das Zusammenspiel von Oberflächen-, Grenzflächen- und Volumeneigenschaften in Quantenmaterialien zu neuartigen Phänomenen führt, die auch Anwendungen als Bauelemente ermöglichen", sagt er.
Gray leitet ein Team an der Temple University in Philadelphia und wird auch seine Studenten zu BESSY II schicken. "Wir wollen neue Techniken entwickeln, um die elektronischen und magnetischen Eigenschaften von 2D-Quantenmaterialien und Quantengeräten zu analysieren", umreißt er seine Ziele. Bei BESSY II wird Gray zu diesem Zweck vor allem die tiefenaufgelöste Stehwellen-Photoemissionsmikroskopie weiterentwickeln. Kronast, Gray und sein ehemaliger Doktorvater Chuck Fadley haben diese Methode bereits mit der Anregung durch stehende Röntgenwellen kombiniert, um eine bessere Tiefenauflösung zu erreichen (SW-PEEM).
Ab Mitte August plant Alexander Gray den ersten Aufenthalt an BESSY II. Er freut sich nicht nur auf Messungen und Gespräche, sondern auch auf die typische Berliner Atmosphäre: "Die Menschen sind sehr offen und freundlich, und die berühmte "Berliner Schnauze" ist mir noch nie begegnet. Ich denke, wenn ich eines Tages so eine typische raue Antwort erlebe, habe ich sie vielleicht verdient." Mit dieser humorvollen Einstellung wird sein Aufenthalt in Berlin sicher in jeder Hinsicht ein Erfolg.
- Proteinkristallographie an BESSY II: Schneller, besser und automatischerViele Erkrankungen hängen mit Fehlfunktionen von Proteinen im Organismus zusammen. Die dreidimensionale Architektur dieser Moleküle ist oft äußerst komplex, liefert aber wertvolle Hinweise für das Verständnis von biologischen Prozessen und die Entwicklung von Medikamenten. Mit Röntgendiffraktion an den MX-Beamlines von BESSY II lässt sich die 3D Struktur von Proteinen entschlüsseln. Mehr als 5000 Strukturen sind bis heute an den drei MX-Beamlines von BESSY II gelöst worden. Ein Rückblick und Ausblick im Gespräch mit Manfred Weiss, dem Leiter der Makromolekularen Kristallographie.
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- Was die Zinkkonzentration in Zähnen verrätZähne sind Verbundstrukturen aus Mineralien und Proteinen, dabei besteht der Großteil des Zahns aus Dentin, einem knochenartigen, hochporösen Material. Diese Struktur macht Zähne sowohl stark als auch empfindlich. Neben Kalzium und Phosphat enthalten Zähne auch Spurenelemente wie Zink. Mit komplementären mikroskopischen Verfahren hat ein Team der Charité Berlin, der TU Berlin und des HZB die Verteilung von natürlichem Zink im Zahn ermittelt. Das Ergebnis: mit zunehmender Porosität des Dentins in Richtung Pulpa steigt die Zinkkonzentration um das 5- bis 10-fache. Diese Erkenntnis hilft, den Einfluss von zinkhaltigen Füllungen auf die Zahngesundheit besser zu verstehen und könnte Verbesserungen in der Zahnmedizin anstoßen.