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
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- MXene als Energiespeicher: Vielseitiger als gedachtMXene-Materialien könnten sich für eine neue Technologie eignen, um elektrische Ladungen zu speichern. Die Ladungsspeicherung war jedoch bislang in MXenen nicht vollständig verstanden. Ein Team am HZB hat erstmals einzelne MXene-Flocken untersucht, um diese Prozesse im Detail aufzuklären. Mit dem in situ-Röntgenmikroskop „MYSTIIC” an BESSY II gelang es ihnen, die chemischen Zustände von Titanatomen auf den Oberflächen der MXene-Flocken zu kartieren. Die Ergebnisse zeigen, dass es zwei unterschiedliche Redox-Reaktionen gibt, die vom jeweils verwendeten Elektrolyten abhängen. Die Studie schafft eine Grundlage für die Optimierung von MXene-Materialien als pseudokapazitive Energiespeicher.
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