Helmholtz-Nachwuchsgruppe zu Magnonen
Dr. Hebatalla Elnaggar baut am HZB eine Helmholtz-Forschungsgruppe auf. Sie wird an BESSY II so genannte Magnonen in magnetischen Perowskit-Dünnschichten erforschen. Damit will sie Grundlagen für eine neue, extrem energieeffiziente Informationstechnologie schaffen. © HZB
Dr. Hebatalla Elnaggar baut am HZB eine neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe auf. An BESSY II will die Materialforscherin sogenannte Magnonen in magnetischen Perowskit-Dünnschichten untersuchen. Sie hat sich zum Ziel gesetzt, mit ihrer Forschung Grundlagen für eine zukünftige Terahertz-Magnon-Technologie zu legen: Magnonische Bauelemente im Terahertz-Bereich könnten Daten mit einem Bruchteil der Energie verarbeiten, die moderne Halbleiterbauelemente benötigen, und das mit bis zu tausendfacher Geschwindigkeit.
Dr. Hebatalla Elnaggar will an BESSY II magnetische Perowskit-Dünnschichten untersuchen und damit die Grundlagen für eine künftige Magnonen-Technologie schaffen.
Die heutige Halbleitertechnologie basiert auf dem Transport von elektrisch geladenen Teilchen. Die dicht gepackten Halbleiterbauelemente auf Mikrochips erzeugen jedoch eine Menge unerwünschter Wärme, die mit großem Aufwand abgeführt werden muss. Der Energiebedarf der Informationstechnologie ist immens und steigt steil an.
Im Prinzip könnten Informationen aber auch ohne den Transport von Elektronen verarbeitet werden. Der Schlüssel dazu sind magnetische Muster, entweder die Spins geladener Teilchen (Spintronik) oder Spinwellen in magnetischen Materialien, so genannte Magnonen. Solche Magnonen können sich durch ein magnetisches Medium ausbreiten, ohne dass sich Teilchen bewegen, im Grunde reibungslos.
Dr. Hebatalla Elnaggar untersucht magnetische Dünnschichten mit einer Perowskit-Struktur, in denen Magnonen nachgewiesen werden können. Die Materialwissenschaftlerin hat an der Universität Utrecht in den Niederlanden promoviert und war bis vor kurzem als festangestellte Forscherin und Leiterin einer Arbeitsgruppe an der Universität Sorbonne und am CNRS in Paris tätig.
Seit Oktober 2025 baut sie eine eigene Helmholtz-Forschungsgruppe am HZB auf. "Mein Ziel passt sehr gut zur Mission des HZB, neue Materialien zu entdecken und Technologien für eine klimaneutrale Energiezukunft voranzutreiben. Außerdem ist das Umfeld für meine Forschungsfragen ideal. Hier habe ich Zugang zu BESSY II mit seinen hochmodernen spektroskopischen Instrumenten, Reinraumeinrichtungen und einem Hochleistungsrechner-Cluster", sagt sie.
Helmholtz Investigator Group: Multi-magnons: A platform for next generation THz magnons
- Supraleitendes TES-Array-Röntgenspektrometer geht bei BESSY II in BetriebTeams aus HZB, MPI-CEC (Mühlheim an der Ruhr, Deutschland) und NIST (Boulder CO, USA) haben das supraleitende TES-Array-Röntgenspektrometer gemeinsam entwickelt. Jetzt ist es an BESSY II in Betrieb gegangen, als erstes und einziges Synchrotron-TES-Spektrometer in Europa. Das neue Instrument ist etwa 100- bis 1000-mal effizienter bei der Detektion von Photonen als herkömmliche Röntgenemissionsspektrometer und ermöglicht es, die elektronischen Eigenschaften atomar dünner Schichten, Nanostrukturen und hochverdünnter atomarer und molekularer Proben zu untersuchen. Das BESSY-Team freut sich auf spannende Forschungsideen aus der Nutzerschaft!
- Magnon-Momentum-Mikroskopie: Neues Fenster in nanoskalige SpinwellenEin internationales Team unter der Leitung des Max-Born-Instituts hat eine neue Art der Momentum-Mikroskopie entwickelt, mit der Magnonen – die Quanten kollektiv angeregter Spins – mithilfe von Weichröntgenstrahlung direkt im zweidimensionalen reziproken Raum abgebildet werden können. Die Messungen fanden an BESSY II und Petra III statt. Erstautor ist der HZB-Physiker Steffen Wittrock. Dank ihrer Empfindlichkeit, Einfachheit und der Möglichkeit, Wellenlängen im Nanometerbereich aufzulösen, bildet diese neuartige Methode eine leistungsstarke und vielseitige Plattform für die Erforschung nichtlinearer Magnonen-Wechselwirkungen, die für zukünftige Rechenkonzepte interessant sind.
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