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: 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.
- Neue Methode zeigt, wie molekulare Schalter von ihren Nachbarn beeinflusst werdenForschende der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) können erstmals direkt erkennen, wie die Umgebung eines molekularen Schalters dessen elektronische Struktur beeinflusst. Molekulare Schalter sind Moleküle, die sich durch äußere Einflüsse wie Temperaturänderungen zwischen zwei Zuständen umschalten lassen – ähnlich einem Schalter mit den Positionen „An“ und „Aus“. Solche Moleküle werden als mögliche Bausteine für künftige Datenspeicher oder Sensormaterialien erforscht. Mit Hilfe der magnetischen Terahertz-Spektroskopie an BESSY II konnten die Forschenden nun erstmals unterscheiden, ob benachbarte Moleküle in einem Material gleich oder anders geschaltet sind. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift „Angewandte Chemie International Edition“ erschienen.
- Beschleunigerprojekt SEAlab: Abschluss und AusblickDas Beschleunigerprojekt SEAlab hat die letzte Messkampagne im Sommer 2026 erfolgreich abgeschlossen. Nun wird die Anlage zurückgebaut, viele Komponenten sollen weiterverwendet werden. Die beiden Beschleunigungsphysiker Axel Neumann und Thorsten Kamps erklären, was das Projekt erreicht hat, und geben einen Ausblick auf die Zukunft.