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
- BESSY II: Erster Film von Spinwellen im Nano-OszillatorSpin-Hall-Nano-Oszillatoren sind winzige Bauelemente auf Basis von ultradünnen CoFeB-Schichten. Sie wandeln Gleichstrom in Mikrowellensignale um und gelten als Option für eine besonders effiziente drahtlose Kommunikation oder für eine neue Technologie der Datenverarbeitung, die vom Gehirn inspiriert ist. Ein schwedisch-deutsches Team konnte nun an BESSY II zum ersten Mal die Magnetisierungsdynamik im Inneren eines solchen Spin-Hall-Nano-Oszillators abbilden, sozusagen filmen. Dazu nutzten sie die zeitaufgelöste Röntgen-Rastertransmissionsmikroskopie am MAXYMUS-Instrument. Die Abbildungen zeigen Merkmale von Spinwellen, die in den bisherigen indirekten Messverfahren nicht sichtbar waren. Die Studie ist in „Advanced Materials“ veröffentlicht.
- Marcel Risch wird Professor an der Freien Universität BerlinSeit August 2026 ist Marcel Risch Professor (W2-S) im Fachbereich Physik an der Freien Universität Berlin. Seine Nachwuchsgruppe wird zur Abteilung Mechanismen nachhaltiger Elektrokatalyse. Risch erforscht die fundamentalen Mechanismen elektrokatalytischer Reaktionen und entwickelt auf dieser Grundlage wissens- und datengetriebene Strategien zur Verbesserung von Elektrokatalysatoren für die nachhaltige Erzeugung von Wasserstoff, Kraftstoffen und Chemikalien.
- BESSY II: Hochaufgelöste Einblicke in einzelne Biomoleküle und KatalysatorenWinzige biologische Proben und sogar einzelne Biomoleküle können nun an der BESSY-II-Infrarot-Beamline unter lebensnahen Bedingungen in höchster Auflösung untersucht werden. Die nanoskalige Infrarotspektroskopie (s-SNOM) wurde dafür verbessert und gründlich validiert. Ultradünne Membrane auf Siliziumbasis ermöglichen dabei die Untersuchung im wässrigen Medium. Ein internationales Team um den HZB-Experten Dr. Alexander Veber konnte nach einem ersten Proof-of-Concept nachweisen, dass Nano-IR-Messungen in wässriger Umgebung mit den erwarteten Fernfeld-IR-Spektren übereinstimmen. Dieser methodische Fortschritt ermöglicht nun tiefere Einblicke in Biomaterialien, aber auch die Beobachtung katalytischer Prozesse in flüssigen Umgebungen.