HZB Newsroom
- Einfachere Herstellung von anorganischen Perowskit-Solarzellen bringt VorteileAnorganische Perowskit-Solarzellen aus CsPbI3 sind langzeitstabil und erreichen gute Wirkungsgrade. Ein Team um Prof. Antonio Abate hat nun an BESSY II Oberflächen und Grenzflächen von CsPbI3 -Schichten analysiert, die unter unterschiedlichen Bedingungen produziert wurden. Die Ergebnisse belegen, dass das Ausglühen in Umgebungsluft die optoelektronischen Eigenschaften des Halbleiterfilms nicht negativ beeinflusst, sondern sogar zu weniger Defekten führt. Dies könnte die Massenanfertigung von anorganischen Perowskit-Solarzellen weiter vereinfachen.
- Spintronik: Ein neuer Weg zu wirbelnden Spin-Texturen bei RaumtemperaturEin Team am HZB hat an BESSY II eine neue, einfache Methode untersucht, mit der sich stabile radiale magnetische Wirbel in magnetischen Dünnschichten erzeugen lassen.
- BESSY II: Wie das gepulste Laden die Lebensdauer von Batterien verlängertEin verbessertes Ladeprotokoll könnte die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien deutlich verlängern. Das Laden mit hochfrequentem gepulstem Strom verringert Alterungseffekte. Dies zeigte ein internationales Team unter der Leitung von Philipp Adelhelm (HZB und Humboldt-Universität) in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Berlin und der Aalborg University in Dänemark. Besonders aufschlussreich waren Experimente an der Röntgenquelle BESSY II.
- Brennstoffzellen: Oxidationsprozesse von Phosphorsäure aufgeklärtDie Wechselwirkungen zwischen Phosporsäure und dem Platin-Katalysator in Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzellen sind komplexer als bisher angenommen. Röntgen-Experimente an BESSY II in einem mittleren Energiebereich (tender x-rays) haben die vielfältigen Oxidationsprozesse an der Platin-Elektrolyt-Grenzfläche entschlüsselt. Die Ergebnisse zeigen auch, dass die Feuchtigkeit in der Brennstoffzelle diese Prozesse beeinflusst, so dass sich hier Möglichkeiten bieten, um Lebensdauer und Wirkungsgrad von Brennstoffzellen zu erhöhen.
- Befruchtung unter dem RöntgenstrahlNachdem die Eizelle von einem Spermium befruchtet wurde, zieht sich die Eihülle zusammen und schützt den Embryo, indem sie mechanisch das Eindringen weiterer Spermien verhindert. Diesen neuen Einblick hat nun ein Team des Karolinska Instituts u.a. durch Messungen an den Röntgenlichtquellen BESSY II, DLS und ESRF gewonnen.
- Die Zukunft von BESSYEnde Februar 2024 hat ein Team am HZB einen Artikel in Synchrotron Radiation News (SRN) veröffentlicht. Darin beschreibt es die nächsten Entwicklungsziele für die Röntgenquelle sowie das Upgrade Programm BESSY II+ und die Nachfolgequelle BESSY III.
- HZB-Forscher Robert Seidel erhält ERC-Consolidator Grant für WATER-XDer Physiker Dr. Robert Seidel hat einen Consolidator Grant des European Research Council (ERC) eingeworben. In den kommenden fünf Jahren erhält er damit Fördermittel von insgesamt zwei Millionen Euro für sein Forschungsvorhaben WATER-X. Seidel will mit modernsten Röntgenmethoden an BESSY II Nanopartikel in wässriger Lösung untersuchen, die als Katalysatoren bei der photokatalytischen Produktion von „grünem“ Wasserstoff eingesetzt werden.
- BESSY II: Was Molekül-Orbitale über die Stabilität aussagenFumarat, Maleat und Succinat sind organische Moleküle, die in der Koordinationschemie und teilweise auch in der Biochemie der Körperzellen eine Rolle spielen. Ein HZB-Team hat diese Moleküle nun an BESSY II mit Hilfe von RIXS und DFT-Simulationen analysiert. Die Ergebnisse geben nicht nur Aufschluss über die elektronischen Strukturen, sondern auch über die relative Stabilität dieser Moleküle. Dies könnte auch der Industrie dabei helfen, die Stabilität von Koordinationspolymeren zu optimieren.
- BESSY II: Lokale Variationen in der Struktur von hochentropischen-LegierungenHochentropie-Legierungen halten extremer Hitze und Belastung stand und eignen sich daher für eine Vielzahl spezifischer Anwendungen. Einblicke in Ordnungsprozesse und Diffusionsphänomene in diesen Materialien hat nun eine neue Studie an der Röntgenquelle BESSY II geliefert. An der Studie waren Teams des HZB, der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, der Universität Lettland und der Universität Münster beteiligt.
- Grüner Wasserstoff: Perowskit-Oxid-Katalysatoren im RöntgenstrahlFür die Herstellung von Grünem Wasserstoff sind Katalysatoren nötig, die den Prozess der Wasserspaltung in Sauerstoff und Wasserstoff steuern. Doch unter Spannung verändert sich die Struktur des Katalysators, was auch die katalytische Aktivität beeinflusst. Ein Forschungsteam aus den Universitäten in Duisburg-Essen und Twente hat u.a. an BESSY II untersucht, wie die Umwandlung von Oberflächen in Perowskit-Oxid-Katalysatoren die Aktivität der Sauerstoffentwicklungsreaktion steuert.
- Grüner Wasserstoff: Iridium-Katalysatoren mit Titanoxiden verbessernAnoden für die elektrolytische Aufspaltung von Wasser bestehen meist aus Iridium-basierten Materialien. Um die Stabilität des Iridium-Katalysators zu erhöhen, hat nun ein Team am HZB mit einer Gruppe des HI-ERN eine Probe hergestellt, in der die Konzentration von Iridium und Titanoxiden systematisch variiert. Analysen der einzelnen Probensegmente an BESSY II im EMIL-Labor zeigten, dass sich die Stabilität des Iridium-Katalysators signifikant steigern lässt.
- Elektronische Inhomogenität in MoS₂-Schichten lässt sich glättenMolybdändisulfid (MoS₂) kann z. B. als Gassensor oder als Photokatalysator bei der grünen Wasserstoffproduktion eingesetzt werden. Obwohl man in der Regel mit der Untersuchung der kristallinen Grundform beginnt, um ein Material zu verstehen, gibt es für MoS₂ viel mehr Studien zu ein- und mehrlagigen Molekularschichten als zum massiven Material. Die wenigen Studien, die bisher durchgeführt wurden, zeigen unterschiedliche und nicht reproduzierbare Ergebnisse für die elektronischen Eigenschaften von frisch abgespaltenen MoS₂-Oberflächen. Diese Frage hat nun ein Team an BESSY II systematisch untersucht.
- Technologietransfer-Preis: Tandem-Solarzellen näher an die industrielle Pilotproduktion gebrachtTandem-Solarzellen erzielen hohe Wirkungsgrade: Durch die Kombination von zwei verschiedenen Solarzellen-Typen wird mehr Sonnenlicht in Strom umgewandelt. Gemeinsam mit dem PV-Hersteller Qcells entwickelte ein HZB-Team um Dr. Kári Sveinbjörnsson und Bor Li die Technologie so weiter, dass Qcells in den Aufbau einer Pilotlinie für die Entwicklung von Tandem-Zellen in Sachsen-Anhalt investiert hat. Für diesen gelungenen Transfer in die industrielle Anwendung erhielten beide Forschende am 4.10.2023 den mit 5.000 Euro dotierten Technologie-Transferpreis des Helmholtz-Zentrum Berlin.
- Diamantmaterialien als solarbetriebene Elektroden – Spektroskopie zeigt, worauf es ankommtEs klingt wie Magie: Photoelektroden, die das Treibhausgas CO₂ in Methanol umwandeln oder Stickstoffmoleküle in wertvollen Dünger – und zwar allein mit der Energie des Sonnenlichts. Dass Diamantmaterialien sich dafür eignen, zeigt nun eine Studie aus dem HZB. Durch die Kombination von Röntgen-Spektroskopieverfahren an BESSY II mit weiteren Messmethoden gelang es dem Team um Tristan Petit, erstmals genau zu verfolgen, welche Prozesse an der Oberfläche dieser Materialien durch Licht angeregt werden und worauf es dabei ankommt.
- Spintronik: Röntgenmikroskopie an BESSY II kann Domänenwände unterscheidenMagnetische Skyrmionen sind winzige Wirbel aus magnetischen Spin-Texturen. Im Prinzip könnten Materialien mit Skyrmionen als spintronische Bauelemente verwendet werden, zum Beispiel als sehr schnelle und energieeffiziente Datenspeicher. Doch im Moment ist es noch schwierig, Skyrmionen bei Raumtemperatur zu kontrollieren und zu manipulieren. Eine neue Studie an BESSY II analysiert nun die Bildung von Skyrmionen in einem besonders interessanten Material in Echtzeit und mit hoher räumlicher Auflösung: Es handelt sich um ferrimagnetische Dünnschichten aus Dysprosium und Kobalt. Die Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, den Skyrmionentyp klar zu bestimmen.
- BESSY II: Oberflächen von Katalysatorpartikeln in wässrigen Lösungen analysiertIn einem Sonderheft zur Liquid-Jet-Methode berichtet ein Team über Reaktionen von Wassermolekülen an den Oberflächen von Metalloxid-Teilchen. Die Ergebnisse sind für die Entwicklung von effizienten Photoelektroden für die Produktion von grünem Wasserstoff relevant.
- Quantitative Analyse von zellulären Organellen mit Künstlicher IntelligenzDie Röntgenmikroskopie (Kryo-SXT) ermöglicht hochaufgelöste Einblicke in das Innere von Zellen und Zellorganellen – und das in drei Dimensionen. Bisher wurden die 3D-Datensätze zeitaufwändig manuell analysiert. Nun hat ein Team der Freien Universität Berlin einen Algorithmus entwickelt, der auf einem „gefalteten“ neuronalen Netz basiert. Mit Expertinnen und Experten aus der Zellbiologie (FU Berlin) und der Röntgenmikroskopie am Helmholtz Zentrum Berlin wurde dieser Algorithmus nun erstmals zur Analyse von Zellbestandteilen in Kryo-SXT-Datensätzen eingesetzt. Mit der KI-basierten Analysemethode konnte innerhalb weniger Minuten Zellorganellen identifiziert und detailstarke, komplexe 3D-Abbildungen produziert werden.
- BESSY II: Was Ionen durch Polymermembranen treibtPhotoelektrolyseure und Elektrolysezellen können grünen Wasserstoff oder fossilfreie Kohlenstoffverbindungen erzeugen – allerdings benötigen sie Ionenaustausch-Membranen. Ein HZB-Team hat nun in einem hybriden Flüssiggas-Elektrolyseur an der Röntgenquelle BESSY II den Transport von Ionen durch die Membran untersucht. Anders als erwartet treiben Konzentrationsunterschiede aber kaum elektrische Felder Ionen an. Die Diffusion ist also der entscheidende Prozess. Diese Erkenntnis könnte bei der Entwicklung hocheffizienter und deutlich umweltfreundlicherer Membranmaterialien helfen.
- BESSY II: Experimenteller Nachweis einer exotischen Quantenphase in Au2PbEin Team am HZB hat die elektronische Struktur von Au2Pb an BESSY II durch winkelaufgelöste Photoemissionsspektroskopie über einen weiten Temperaturbereich untersucht: Die Ergebnisse zeigen die elektronische Struktur eines dreidimensionalen topologischen Dirac-Semimetalls und stehen im Einklang mit theoretischen Berechnungen.
- Spintronik an BESSY II: Domänenwände in magnetischen NanodrähtenMagnetische Domänenwände sorgen für elektrischen Widerstand, da es für Elektronenspins schwierig ist, ihrer magnetischen Struktur zu folgen. Dieses Phänomen könnte in spintronischen Bauelementen genutzt werden, bei denen der elektrische Widerstand je nach Vorhandensein oder Fehlen einer Domänenwand variieren kann. Eine besonders interessante Materialklasse sind Halbmetalle wie La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO). Sie weisen vollständige Spinpolarisation auf. Allerdings war der Widerstand einer einzelnen Domänenwand in Halbmetallen bisher noch nicht bestimmt worden. Nun hat ein Team aus Spanien, Frankreich und Deutschland eine einzelne Domänenwand auf einem LSMO-Nanodraht erzeugt und Widerstandsänderungen gemessen, die 20mal größer sind als bei normalen Ferromagneten wie Kobalt.
- Graphen auf Titancarbid erzeugt neuartigen PhasenübergangAn der Röntgenquelle BESSY II hat ein Team einen Lifshitz-Übergang in TiC entdeckt, der durch eine Beschichtung mit Graphen hervorgerufen wird. Die Ergebnisse zeigen das Potenzial von 2D-Materialien wie Graphen und die Auswirkungen, die sie durch Wechselwirkungen im Nahfeld auf benachbarte Materialien haben.
- Wieviel Cadmium steckt im Kakao?Kakaobohnen können giftige Schwermetalle wie Cadmium aus dem Boden aufnehmen. Einige Anbaugebiete, insbesondere in Südamerika, sind mit diesen Schwermetallen zum Teil erheblich belastet. Durch das Zusammenspiel verschiedener Röntgenfluoreszenz-Techniken konnte nun ein Team an BESSY II erstmals nichtinvasiv messen, wo sich Cadmium in den Kakaobohnen anreichert: Weniger im Inneren der Bohne, sondern vor allem in der Schale. Weitere Untersuchungen zeigen, dass die Verarbeitung der Kakaobohnen großen Einfluss auf die Schwermetallbelastung haben kann.
- SXR2023: Deadline for submissions April 15The SXR2023 (Principles of Functionality from Soft-X-Ray Spectroscopy) brings together young and experienced scientists to discuss recent scientific highlights, trends, and current advances with soft X-ray spectroscopy. Our goal is to further understanding on the atomic level. The impetus is to influence and ideally shape functionality in materials and molecular systems. In this effort, scientists cross intentionally the boundaries between physics, chemistry and materials and focus on the unifying aspects of functionality. Insights to the governing principles are often based on the combination of experiment with first principles theory and models. Thus a profound description of X-ray matter interaction — creating the spectroscopic observables — is always underlying.
- Perowskitsolarzellen durch Schlitzdüsenbeschichtung – ein Schritt zur industriellen ProduktionSolarzellen aus Metallhalogenid-Perowskiten erreichen hohe Wirkungsgrade und lassen sich mit wenig Energieaufwand aus flüssigen Tinten produzieren. Solche Verfahren untersucht ein Team um Prof. Dr. Eva Unger am Helmholtz-Zentrum Berlin. An der Röntgenquelle BESSY II hat die Gruppe nun gezeigt, wie wichtig die Zusammensetzung von Vorläufertinten für die Erzeugung qualitativ-hochwertiger FAPbI3-Perowskit-Dünnschichten ist. Die mit den besten Tinten hergestellten Solarzellen wurden ein Jahr im Außeneinsatz getestet und auf Minimodulgröße skaliert.
- Super-Energiespeicher: Ladungstransport in MXenen untersuchtMXene können große Mengen elektrischer Energie speichern und lassen sich dabei sehr schnell auf- und entladen. Damit vereinen MXene die Vorteile von Batterien und Superkondensatoren und gelten als spannende neue Materialklasse für die Energiespeicherung: Das Material ist wie eine Art Blätterteig aufgebaut, die MXene-Schichten sind durch dünne Wasserfilme getrennt. Ein Team am HZB hat nun an der Röntgenquelle BESSY II untersucht, wie Protonen in diesen Wasserfilmen wandern und den Ladungstransport ermöglichen. Ihre Ergebnisse sind in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht und könnten die Optimierung solcher Energiespeichermaterialien beschleunigen.
- TU Berlin ernennt Renske van der Veen zur ProfessorinSeit zwei Jahren leitet Dr. Renske van der Veen am HZB eine Forschungsgruppe für zeitaufgelöste Röntgenspektroskopie und Elektronenmikroskopie. Im Zentrum ihrer Forschung stehen katalytische Prozesse, die zum Beispiel die Produktion von grünem Wasserstoff ermöglichen. Nun wurde sie zur S-W2 Professorin im Institut für Optik und Atomare Physik (IOAP) an der Technischen Universität Berlin ernannt.
- Elektrokatalyse - Chemie und Struktur von Eisen- Kobalt-Oxyhydroxiden vermessenEin Team um Dr. Prashanth W. Menezes (HZB/TU-Berlin) hat Kobalt-Eisen-Oxyhydroxide an BESSY II untersucht. Diese Materialklasse zählt zu den besten Anoden-Katalysatoren, um elektrolytisch Wasser aufzuspalten und grünen Wasserstoff zu gewinnen. Insbesondere gelang es, die Oxidationsstufen der aktiven Elemente in verschiedenen Konfigurationen zu bestimmen. Die Ergebnisse könnten zur wissensbasierten Entwicklung neuer hocheffizienter und kostengünstiger katalytisch aktiver Materialien beitragen.
- HZB-Physiker folgt Ruf nach SüdkoreaSeit 2016 hat der Beschleunigerphysiker Ji-Gwang Hwang am HZB in der Abteilung Speicherring- und Strahlphysik geforscht. In mehreren Projekten hat er wichtige Beiträge zur Strahldiagnostik geleistet. Nun kehrt er in seine Heimat Südkorea zurück, als Professor für Physik an der Gangneung-Wonju National University.
- Neue Mikroskopiemethode liefert Echtzeitvideos aus dem MikrokosmosEin Wissenschaftsteam unter Leitung von Forschenden des Max-Born-Instituts in Berlin, des Helmholtz-Zentrums Berlin, des Brookhaven National Laboratory (USA) und des Massachusetts Institute of Technology (USA) hat eine neue Methode entwickelt, um mit starken Röntgenquellen Videos von Fluktuationen in Materialien auf der Nanoskala aufzunehmen. Die Methode ist in der Lage, scharfe, hochauflösende Bilder zu machen, ohne das Material durch zu starke Belichtung zu beeinträchtigen. Dafür entwickelten die Wissenschaftler*innen einen Algorithmus, der in unterbelichteten Aufnahmen Muster erkennen kann. Im Fachjournal Nature beschreiben sie die Methode des Coherent Correlation Imaging (CCI) und stellen Ergebnisse für Proben aus dünnen magnetischen Schichten vor.
- Lesetipp: Bunsen-Magazin mit Schwerpunkt WasserforschungWasser besitzt nicht nur einige bekannte Anomalien, sondern steckt noch immer voller Überraschungen. Die erste Ausgabe 2023 des Bunsen-Magazins widmet sich der molekularen Wasserforschung, vom Ozean bis zu Prozessen bei der Elektrolyse. Das Heft präsentiert Beiträge von Forschenden, die im Rahmen einer europäischen Forschungsinitiative im „Centre for Molecular Water Science“ (CMWS) kooperieren. Ein Team am HZB stellt darin Ergebnisse aus der Synchrotronspektroskopie von Wasser vor. Denn an modernen Röntgenquellen lassen sich molekulare und elektronische Prozesse in Wasser im Detail untersuchen.
- Energiereiche Röntgenstrahlen hinterlassen Spuren im KnochenkollagenEin Team der Charité Berlin hat an BESSY II die Schädigung durch fokussierte hochenergetische Röntgenstrahlung in Knochenproben von Fischen und Säugetieren analysiert. Mit einer Kombination von Mikroskopietechniken konnten sie die Zerstörung von Kollagenfasern dokumentieren. Röntgenmethoden könnten Knochenproben beeinträchtigen, wenn sie über einen längeren Zeitraum gemessen werden, schlussfolgern sie.
- KI-gestützte Software schafft Durchblick bei komplexen DatenExperimentelle Daten sind oft nicht nur hochdimensional, sondern auch verrauscht und voller Artefakte. Das erschwert es, die Daten zu interpretieren. Nun hat ein Team am HZB eine Software konzipiert, die mit Hilfe von selbstlernenden neuronalen Netzwerken die Daten smart komprimiert und im nächsten Schritt eine rauscharme Version rekonstruieren kann. Das ermöglicht Einblicke in Zusammenhänge, die sonst nicht erkennbar wären. Die Software wurde jetzt erfolgreich für die Photonendiagnostik beim Freien Elektronenlaser FLASH bei DESY eingesetzt. Sie eignet sich jedoch für ganz unterschiedliche Anwendungen in der Wissenschaft.
- Neue Monochromatoroptiken für den „tender“ RöntgenbereichBislang war es äußerst langwierig, Messungen mit hoher Empfindlichkeit und hoher Ortsauflösung mittels Röntgenlicht im „tender“ Energiebereich von 1,5 - 5,0 keV durchzuführen. Dabei eignet sich genau dieses Röntgenlicht ideal, um Energiematerialien für Batterien oder Katalysatoren, aber auch biologische Systeme zu untersuchen. Dieses Problem hat nun ein Team aus dem HZB gelöst: Die neu entwickelten Monochromatoroptiken erhöhen den Photonenfluss im „tender“ Energiebereich um den Faktor 100 und ermöglichen so hochpräzise Messungen nanostrukturierter Systeme. An katalytisch aktiven Nanopartikeln und Mikrochips wurde die Methode erstmals erfolgreich getestet.
- BESSY II: Einfluss von Protonen auf WassermoleküleWie Wasserstoff-Ionen oder Protonen mit ihrer wässrigen Umgebung wechselwirken, hat große Praxisrelevanz, ob in der Technologie von Brennstoffzellen oder in den Lebenswissenschaften. Nun hat ein großes internationales Konsortium an der Röntgenquelle BESSY II diese Frage experimentell im Detail untersucht und neue Effekte entdeckt. So verändert die Anwesenheit eines Protons die elektronische Struktur der drei innersten Wassermoleküle, wirkt sich aber außerdem auch noch darüber hinaus über ein langreichweitiges Feld auf eine Hydrathülle aus fünf weiteren Wassermolekülen aus.
- LEAPS: Photonenquellen für die Bewältigung gesellschaftlicher KrisenVor dem Hintergrund der Energiekrise kamen rund 180 Menschen aus Forschung und Politik am Paul Scherrer Institut PSI in der Schweiz zusammen, um eine Vision für europäische beschleunigerbasierte Photonenquellen zu entwickeln und gesellschaftliche Herausforderungen gemeinsam anzugehen. Die Tagung fand vom 26.- 28. Oktober 2022 statt.
- Bundesforschungs-Ministerin in Berlin-AdlershofDie Bundesministerin für Bildung und Forschung, Bettina Stark-Watzinger, besuchte heute das Catalysis Laboratory (CatLab) in Berlin-Adlershof. CatLab ist eine Forschungsplattform des Helmholtz-Zentrum Berlin und der Max-Planck-Gesellschaft zur Katalyseforschung, die wichtige Innovationen zur Realisierung einer grünen Wasserstoffwirtschaft beitragen soll. Bei ihrem Besuch am CatLab erhielt die Ministerin Einblick in neueste technologische Entwicklungen zur Herstellung und Charakterisierung von Dünnschichtkatalysatoren sowie besondere Methoden zur Operando-Analytik und Digitalen Katalyse.
- Spintronik: Ein neues Werkzeug an BESSY II zur Untersuchung der ChiralitätInformationen über komplexe magnetische Strukturen sind entscheidend für das Verständnis und die Entwicklung spintronischer Materialien. Jetzt steht bei BESSY II ein neues Instrument namens ALICE II zur Verfügung. Es ermöglicht magnetische Röntgenstreuung im reziproken Raum mit Hilfe eines neuen großflächigen Detektors. Ein Team des HZB und der Technischen Universität München hat die Leistungsfähigkeit von ALICE II demonstriert und helikale und konische magnetische Zustände in einem Einkristall mit Skyrmionen analysiert. Das neue Instrument steht nun auch Messgästen an BESSY II zur Verfügung.
- Hochentrope Legierungen: Strukturelle Unordnung und magnetische EigenschaftenHochentrope Legierungen (HEAs) sind vielversprechende Materialien für Katalyse und Energiespeicherung. Gleichzeitig sind sie extrem hart, hitzebeständig und vielseitig in ihrem magnetischen Verhalten. Nun hat ein Team an BESSY II in Zusammenarbeit mit der Ruhr-Universität Bochum, der BAM, der Freien Universität Berlin und der Universität Lettland neue Erkenntnisse über die lokale Umgebung einer so genannten hochentropischen Cantor-Legierung aus Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt und Nickel gewonnen. Damit lassen sich auch die magnetischen Eigenschaften eines nanokristallinen Films dieser Legierung teilweise erklären.
- BESSY II: Lokalisierung von d-Elektronen vermessenÜbergangsmetalle besitzen vielfältige Anwendungen als Werkstoffe und in der Elektrochemie und Katalyse. Um ihre Eigenschaften zu verstehen, ist das Wechselspiel zwischen atomarer Lokalisierung und Delokalisierung der äußeren Elektronen in den d-Orbitalen entscheidend. Diesen Einblick ermöglicht nun eine besondere Messmethode an BESSY II mit höchster Präzision. Eine Studie an Kupfer, Nickel und Kobalt kommt dabei zu quantitativen Erkenntnissen. Die Royal Society of Chemistry hat den Beitrag als HOT Article 2022 ausgewählt.
- 40 Jahre Forschen mit Synchrotron-Licht in BerlinPresseinformation _ Berlin, 14. September 2022: Die Wissenschaft ist seit Jahrzehnten ein wichtiger Treiber für Innovation und Fortschritt in der Hauptstadtregion. Kreative, talentierte Menschen aus der ganzen Welt kommen zusammen und bringen neue Ideen voran, von denen wir als Gesellschaft profitieren. Viele Entdeckungen – von grundlegenden Erkenntnissen bis zum fertigen Produkt – beruhen auf der Forschung mit Synchrotron-Licht. Seit 40 Jahren haben Forscher*innen in Berlin Zugang zu diesem intensiven Licht. Dies beflügelt viele Wissenschaftsdisziplinen und ist ein Standortvorteil für Deutschland.
- Ein neuer Weg zu spinpolarisierten StrömenDie Übergangsmetall-Dichalcogenide (TMD) sind eine Materialklasse mit großem Potential für die Spintronik. Eine Studie an BESSY II hat gezeigt, dass in einem dieser Materialien bereits einfach linear polarisiertes Licht ausreicht, um Spins unterschiedlicher Ausrichtung selektiv zu manipulieren. Dieses Ergebnis eröffnet einen neuen Weg zur Erzeugung spinpolarisierter Ströme und ist ein Meilenstein für die Entwicklung spintronischer und opto-spintronischer Geräte.
- BESSY II geht nach 14 Wochen Shutdown wieder in BetriebAm 30. August startet bei der Röntgenquelle BESSY II der Nutzerbetrieb: Dann heißt das Forschungszentrum wieder Gastforscher*innen aus der ganzen Welt willkommen und unterstützt bei der Durchführung von Experimenten. Damit endet die 14-wöchigen Betriebspause, in der unter anderem die Niederspannungshauptversorgung komplett erneuert wurde. Der erfolgreiche Abschluss der Arbeiten wurde nun mit allen Beteiligten gefeiert.
- Alexander Gray kommt als Humboldt-Fellow ans HZBAlexander 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.
- Grüner Wasserstoff: Nanostrukturiertes Nickelsilizid glänzt als KatalysatorElektrische Energie aus Wind oder Sonne lässt sich als chemische Energie in Wasserstoff speichern, einem hervorragenden Kraftstoff und Energieträger. Voraussetzung dafür ist allerdings die effiziente Elektrolyse von Wasser mit kostengünstigen Katalysatoren. Nanostrukturiertes Nickelsilizid kann die Effizienz der Sauerstoffentwicklungsreaktion an der Anode deutlich steigern. Dies zeigte nun ein Team aus dem HZB, der Technischen Universität Berlin und der Freien Universität Berlin im Rahmen der Forschungsplattform CatLab unter anderem auch mit Messungen an BESSY II.
- Buckyballs auf Gold sind weniger exotisch als GraphenC60-Moleküle auf einem Gold-Substrat wirken komplexer als ihr Vorbild aus Graphen, haben aber viel gewöhnlichere elektronische Eigenschaften. Dies zeigen nun Messungen mit ARPES an BESSY II und ausführliche Berechnungen.
- Feinstpartikel zurück in den RohstoffkreislaufBei industriellen Prozessen entstehen immer auch feinkörnige Rückstände. Diese finden nur selten den Weg zurück in die industrielle Wertschöpfungskette, sondern werden meist entsorgt und stellen ein potenzielles Umweltrisiko dar. Das Projekt FINEST erfasst und untersucht verschiedene dieser Feinststoffströme mit dem Ziel, neue Konzepte zu entwickeln, um sie im Kreislauf zu halten und verbliebene Reststoffe gefahrlos abzulagern. FINEST konnte sich beim Nachhaltigkeitswettbewerb der Helmholtz-Gemeinschaft durchsetzen und wird nun 5 Millionen Euro gefördert.
- Mit der dritthöchsten Oxidationsstufe springt Rhodium aufs SiegertreppchenOxidationsstufen von Übergangsmetallen beschreiben, wie viele Elektronen eines Elements bereits an Bindungen beteiligt sind und wie viele noch für weitere Reaktionen zur Verfügung stehen. Teams aus Berlin und Freiburg haben nun die höchste Oxidationsstufe von Rhodium entdeckt. Dies deutet darauf hin, dass Rhodium mehr Valenzelektronen in chemische Bindungen einbringen kann, als bisher angenommen. Diese Erkenntnis könnte für das Verständnis von katalytischen Reaktionen mit Beteiligung von Rhodium von Bedeutung sein. Das Ergebnis wurde von der Zeitschrift Angewandte Chemie als "Very Important Paper" eingestuft.
- Potentialflächen von Wasser erstmals kartiertFlüssigkeiten sind schwerer zu beschreiben als Gase oder kristalline Feststoffe. Ein HZB-Team hat nun an der Swiss Light Source SLS des Paul Scherrer Instituts, Schweiz, erstmals die Potentialflächen von Wassermolekülen in flüssigem Wasser unter normalen Umgebungsbedingungen kartiert. Das trägt dazu bei, die Chemie des Wassers und in wässrigen Lösungen besser zu verstehen. Diese Untersuchungen können demnächst an der neu errichteten METRIXS-Station an der Röntgenquelle BESSY II fortgesetzt werden.
- Spintronik: Germanium-Tellurid zeigt ungewöhnliches VerhaltenAufgrund seines gigantischen Rashba-Effekts gilt Germaniumtellurid (GeTe) als guter Kandidat für den Einsatz in spintronischen Bauelementen. Nun hat ein Team am HZB ein weiteres faszinierendes Phänomen in GeTe entdeckt. Dafür untersuchten die Forschenden die elektronische Reaktion auf thermische Anregung der Proben. Überraschenderweise verlief die anschließende Relaxation ganz anders als bei herkömmlichen Halbmetallen. Durch die gezielte Steuerung von Details der elektronischen Struktur könnten in dieser Materialklasse neue Funktionalitäten erschlossen werden.
- Atomare Verschiebungen in Hochentropie-Legierungen untersuchtHochentropie-Legierungen aus 3d-Metallen haben faszinierende Eigenschaften, die Anwendungen im Energiesektor in Aussicht stellen. Ein internationales Team hat nun lokale Verschiebungen auf atomarer Ebene in einer hochentropischen Cantor-Legierung aus Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt und Nickel untersucht. Mit spektroskopischen Analysen an BESSY II und statistischen Simulationen konnten sie das Verständnis dieser Materialgruppe deutlich erweitern.
- Stellvertretender Premierminister von Singapur besucht das HZBAm Freitag, den 17. Juni, war eine Delegation aus Singapur zu Gast am HZB. Heng Swee Keat, stellvertretender Premierminister von Singapur, wurde vom Botschafter von Singapur in Berlin, Laurence Bay, sowie von Vertreter*innen aus Forschung und Wirtschaft begleitet.
- Mit Künstlicher Intelligenz die „Fingerabdrücke“ von Molekülen errechnenMit konventionellen Methoden ist es extrem aufwändig, den spektralen Fingerabdruck von größeren Molekülen zu berechnen. Dies ist aber eine Voraussetzung, um experimentell gewonnene Messdaten korrekt zu interpretieren. Nun hat ein Team am HZB mit selbstlernenden Graphischen Neuronalen Netzen sehr gute Ergebnisse in deutlich kürzerer Zeit erzielt.
- Neue Entdeckungen zur Zinkspeicherung im KörperViele Menschen leiden an Zinkmangel, welcher Immunschwäche bei Erwachsenen und insbesondere bei Kindern zur Folge hat. Dies ist z.B. in der mexikanischen Bevölkerung eine Herausforderung für das Gesundheitssystem. Forschende vor Ort suchen nach Erklärungen und haben mit einer internationalen Gruppe von Synchrotronexpert*innen neue Erkenntnisse gewonnen – und zwar an Drosophila-Fliegen, die als Modellsystem auch für den menschlichen Zink-Stoffwechsel dienen können.
Dank Strahlzeiten an BESSY II und an der SLS (PSI) konnten sie aufzeigen, dass die Zinkvorräte in Drosophila-Fliegen vom Tryptophan-Gehalt in der Nahrung abhängen. - Shutdown bei BESSY II: Neue Versorgungstechnik sichert langfristig den BetriebDie Röntgenquelle BESSY II befindet sich in einem dreimonatigen Shutdown. In dieser Zeit wird die Niederspannungshauptverteilung im Versorgungsgebäude außerhalb des Elektronenspeicherrings erneuert. Dies sichert den langfristigen stabilen Betrieb von BESSY II über das nächste Jahrzehnt hinaus.
- Magnetische Nanopartikel in biologischen Trägern einzeln charakterisiertMagnetische Nanostrukturen sind vielversprechende Werkzeuge für medizinische Anwendungen. Eingebaut in biologische Vehikel, lassen sich diese dann durch externe Magnetfelder an ihren Einsatzort im Körper steuern, wo sie Medikamente freisetzen oder Krebszellen zerstören können. Dazu ist jedoch die genaue Kenntnis der magnetischen Eigenschaften solcher Nanoteilchen nötig. Bisher konnten solche Informationen nur gemittelt über tausende Nanopartikel gewonnen werden. Nun hat ein Team am HZB eine Methode entwickelt, um die charakteristischen Parameter jedes einzelnen magnetischen Nanopartikels zu bestimmen.
- Royaler Besuch aus Schweden am HZB
Der König Carl XVI. Gustaf von Schweden sowie eine Gruppe Unternehmenslenker großer Konzerne wie Ericsson, Nordholt, Vattenfall, ABB, Schneider Electric und schwedische Vertreter aus dem öffentlichen Sektor und der Wissenschaft besuchten am 11. Mai 2022 den Technologiepark Adlershof.
- Jan Lüning leitet HZB-Institut für Elektronische Struktur DynamikDas zum 1. Mai neu gegründete HZB-Institut für Elektronische Struktur Dynamik entwickelt experimentelle Techniken und Infrastrukturen, um die Dynamik elementarer mikroskopischer Prozesse in neuartigen Materialsystemen zu untersuchen. Auf Basis dieser Erkenntnisse lassen sich funktionale Materialien mit besonderen Eigenschaften für nachhaltige Technologien gezielt optimieren.
- „Mich freut es wahnsinnig, wie international wir an BESSY II inzwischen sind“Synchrotronstrahlungsquellen sind seit 75 Jahren unverzichtbar für den Erkenntnisgewinn. Dr. Antje Vollmer spricht über die internationale Vernetzung, einen neuen Rekord an der Röntgenquelle BESSY II – und darüber, wie sie allein schon an den Forschungsanträgen ablesen kann, welche gesellschaftlichen Probleme gerade besonders drängend sind.
- Perowskit-Solarzellen: Eigenschaften bleiben noch rätselhaftUm die besonders günstigen Eigenschaften von Perowskit-Halbleitern für Solarzellen zu erklären, kursieren verschiedene Hypothesen. So sollten Polaronen oder auch ein gigantischer Rashba-Effekt eine große Rolle spielen. Ein Team an BESSY II hat diese Hypothesen nun experimentell widerlegt. Damit grenzen sie die möglichen Ursachen für die Transporteigenschaften weiter ein und ermöglichen bessere Ansätze zur gezielten Optimierung dieser Materialklasse.
- Forschende entdecken, warum Sehnen stark wie Drahtseile sindEin Team am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung (MPIKG) hat mithilfe von BESSY II neue Eigenschaften des Kollagens entdeckt: Während der Einlagerung von Mineralen in Kollagenfasern entsteht eine Kontraktionsspannung, die hundertfach stärker ist als die von Muskelkraft. Die Veränderungen der Kollagenstruktur wurden mittels Röntgenbeugung an der Synchrotronsstrahlungsquelle BESSY II in Berlin-Adlershof beobachtet, während die Mineralisation stattfand.
- Ultraschneller Röntgenblick in die elektronische Struktur von PhotosäurenPhotosäuren sind Moleküle, die nach elektronischer Anregung ein Proton freisetzen und so den Säuregrad einer Flüssigkeit erhöhen. Die Pionierarbeit von Theodor Förster hat für solche Moleküle die direkte Beziehung zwischen der Wellenlänge der optischen Absorption und den Säureeigenschaften aufgezeigt, mit der die Erhöhung des Säuregrades im ersten elektronisch angeregten Zustand quantifiziert werden kann. Zugrundeliegende vollständige Beschreibungen der mikroskopischen Effekte die das Photosäure-Phänomen erklären sind jedoch seither spärlich geblieben. Ultraschnelle Röntgenspektroskopie, bei der die elektronische Struktur einer protonenliefernden Gruppe einer aromatischen Amin-Photosäure lokal untersucht wird, hat nun einen direkten Einblick in die Veränderungen der elektronischen Struktur ermöglicht. Die seit langem offene Frage nach der Photoazidität ist nun endlich geklärt: Die wichtigsten elektronischen Strukturänderungen finden auf der Basenseite des sogenannten Förster-Zyklus statt, während die Säureseite eine untergeordnete Rolle spielt.
- Fermi-Bögen in Antiferromagneten an BESSY II entdecktEine internationale Kooperation hat Proben von NdBi-Kristallen untersucht, die interessante magnetische Eigenschaften aufweisen. Bei ihren Experimenten, darunter Messungen an BESSY II, konnten sie Hinweise auf so genannte Fermi-Bögen im antiferromagnetischen Zustand der Probe bei tiefen Temperaturen finden. Diese Beobachtung wird durch bestehende theoretische Vorstellungen noch nicht erklärt und eröffnet faszinierende Möglichkeiten, diese Art von Materialien für innovative Informationstechnologien zu nutzen, die auf Spins statt auf Elektronen basieren.
- Tautomere Gemische enträtselt: RIXS an BESSY II liefert klare AussagenEin Team am HZB hat eine Methode entwickelt, um tautomere Gemische zu untersuchen. Mit resonanter inelastischer Röntgenstreuung (RIXS) an BESSY II lassen sich nicht nur die Anteile der jeweiligen Tautomere exakt bestimmen, sondern auch die Eigenschaften jedes Tautomers. Damit liefert die Methode auch detaillierte Informationen über ihre biologische Funktion. In der Studie wurde die Technik auf das Keto-Enol-Gleichgewicht angewendet, das bei vielen biologischen Prozessen eine Rolle spielt. Auf dem Titelblatt weist das "The Journal of Physical Chemistry Letters" auf die Arbeit hin.
- „Wir sind stolz, dass es geklappt hat“: BESSY und Transregio-SFB zu ultraschneller SpindynamikSonderforschungsbereiche ermöglichen es vor allem den Universitäten, eigene Forschungskapazitäten bis auf internationales Spitzenniveau aufzubauen. Im Transregio-Sonderforschungsbereich 227 Ultrafast Spin Dynamic haben die Freie Universität Berlin und die Universität in Halle-Wittenberg auch das HZB als Partner eingebunden. Dabei nimmt die Slicing-Facility von BESSY II eine zentrale Rolle ein. Mit hervorragenden Ergebnissen aus der ersten Phase hat der Transregio-SFB 227 seine erste Zwischenbegutachtung abgeschlossen und bereitet sich nun auf die kommenden Herausforderungen vor. Ein Gespräch mit den beiden HZB-Physikern Niko Pontius und Christian Schüssler-Langeheine über die Bedeutung von solchen Förderprogrammen für das Forschungsgebiet.
- Von Dublin nach Berlin mit einem Humboldt-ForschungsstipendiumDr. Katarzyna Siewierska kommt als Postdoc-Humboldt-Forschungsstipendiatin in die Gruppe von Prof. Alexander Föhlisch. Sie hat am Trinity College in Dublin, Irland, promoviert und will in den nächsten zwei Jahren an BESSY II die elektronische Struktur und die Spindynamik von halbmetallischen dünnen Filmen untersuchen. Ein besseres Verständnis dieser spintronischen Materialklasse könnte den Weg in eine „grüne“ energieeffiziente Informationstechnologie bereiten.
- Internationale Forschung an BESSY II ging auch im Corona-Jahr 2021 voran
2021 war für die internationale Forschung kein einfaches Jahr: Durch Lockdown und Einreiseverbote war die Wissenschaft von der pandemischen Lage stark betroffen. Die Experimente an der Röntgenquelle BESSY II in Berlin-Adlershof wurden dennoch auf hohem Niveau weitergeführt – auch dank neuer Remote-Angebote. Die Zahlen im Überblick.
- Nutzerforschung an BESSY II: Was passiert in Biofilmen?Die meisten Bakterien haben die Fähigkeit, sich zu Gemeinschaften zusammenzuschließen. Sie bilden Biofilme, die auf den unterschiedlichsten Oberflächen haften und schwer zu entfernen sind. Dies kann zu großen Problemen führen, zum Beispiel in Krankenhäusern oder in der Lebensmittelindustrie. Nun hat ein internationales Team unter Leitung der Hebrew University, Jerusalem, und der Technischen Universität Dresden ein Modellsystem für Biofilme an der Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II am HZB und der ESRF in Grenoble untersucht und dabei herausgefunden, welche Rolle die Strukturen im Inneren des Biofilms bei der Verteilung von Nährstoffen und Wasser spielen.
- Neuer 12-T-Magnet in der BESSY II Halle stärkt Energie- und MagnetismusforschungDie TeraHertz-Elektronenspinresonanz (THz-EPR) bei BESSY II liefert wichtige Informationen über die elektronische Struktur neuartiger magnetischer Materialien und Katalysatoren. Mitte Januar 2022 haben die Forschenden am betreffenden Strahlrohr einen neuen, supraleitenden 12-T-Magneten in Betrieb genommen, der neue wissenschaftliche Erkenntnisse verspricht.
- Ernst-Eckhard-Koch-Preis und Innovationspreis SynchrotronstrahlungIn diesem Jahr zeichnete der Freundeskreis des HZB die herausragende Promotionsarbeit von Dr. Fredrik Johansson (Institut des NanoSciences de Paris, CNRS, Sorbonne) mit dem Ernst-Eckhard-Koch-Preis aus. Der Europäische Innovationspreis Synchrotronstrahlung ging an Prof. Marianne Liebi und Dr. Manuel Guizar-Sicairos, beide vom Paul-Scherrer-Institut (PSI, Schweiz). Die Preisverleihung fand auf dem diesjährigen Nutzertreffen des HZB statt, das auch in diesem Jahr digital durchgeführt wurde. Rund 400 Personen haben daran teilgenommen.
- Flüssigkristalle für schnelle SchaltprozesseEin internationales Team hat eine neu synthetisierte flüssigkristalline Verbindung untersucht, die Anwendungen in der Opto-Elektronik verspricht. Einfache stäbchenförmige Moleküle mit nur einem einzigen Chiralitätszentrum ordnen sich bei Raumtemperatur von selbst zu spiralförmigen Strukturen. Durch resonante Röntgenstreuung an BESSY II konnten die Forscher*innen nun die Ganghöhe der Helixstruktur bestimmen. Mit nur etwa 100 Nanometern ist diese extrem kurz, was besonders schnelle Schaltprozesse ermöglichen könnte.
- Grüne Informationstechnologien: Supraleitung trifft SpintronikEin internationales Team hat eine Kopplung zwischen zwei supraleitenden Regionen nachgewiesen, die durch ein ferromagnetisches Material von einem Mikrometer Breite getrennt sind. Dieser makroskopische Quanteneffekt ist als Josephson-Effekt bekannt und erzeugt einen Strom aus supraleitenden Cooper-Paaren innerhalb der ferromagnetischen Region. Messungen an BESSY II zeigten, dass der Spin der Cooper-Elektronen gleich ist. Die Ergebnisse weisen den Weg für supraleitende spintronische Anwendungen mit sehr geringem Energiebedarf, bei denen spinpolarisierte Ströme durch Quantenkohärenz geschützt sind.
- Walter-Schottky-Preis für Felix BüttnerDer Walter-Schottky-Preis zeichnet herausragende Arbeiten von jungen Physiker*innen in der Festkörperforschung aus. Für das Jahr 2022 geht die Auszeichnung an den HZB-Physiker Dr. Felix Büttner für seine bahnbrechenden Leistungen auf dem Gebiet magnetischer Skyrmionen.
- „Grüne“ Chemie: Einblicke in die mechanochemische Synthese an BESSY IIIn der Mechanochemie werden die Reagenzien fein gemahlen und gemischt, so dass sie sich auch ohne Lösungsmittel zum gewünschten Produkt verbinden. Durch den Verzicht auf Lösungsmittel könnte diese Technologie in Zukunft einen wichtigen Beitrag zur "grünen", umweltfreundlichen Herstellung von Chemikalien leisten. Allerdings gibt es noch große Lücken im Verständnis der Schlüsselprozesse, die bei der mechanischen Behandlung und Reaktion ablaufen. Ein internationales Team unter Leitung der Bundesanstalt für Materialforschung (BAM) hat nun an BESSY II eine Methode entwickelt, um diese Prozesse in situ mit Röntgenstreuung zu beobachten.
- 20 Jahre Russisch-Deutsches Gemeinschaftslabor an BESSY IIZum 20. Jubiläum veranstaltet das Russisch-Deutsche Labor am Speicherring BESSY II für Synchrotronstrahlung in Berlin am 18. und 19. November einen Online-Workshop. Dabei diskutieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler über die Zukunftsperspektiven der russisch-deutschen Zusammenarbeit sowie über innovative Projekte und neue Ziele des Labors.
- Spintronik: Exotische ferromagnetische Ordnung in zwei Dimensionen nachgewiesenEinem internationalen Team ist es an der Vektormagnetanlage VEKMAG an BESSY II gelungen, eine ungewöhnliche ferromagnetische Eigenschaft in einem zweidimensionalen Material nachzuweisen: eine sogenannte Anisotropie der leichten Ebene („easy-plane“). Die Ergebnisse könnten die Entwicklung von energieeffizienten Informationstechnologien weiter beflügeln und sind nun im renommierten Fachmagazin Science veröffentlicht.
- Roland Müller für sein Lebenswerk gewürdigtDer Beschleuniger- und Kontrollsystemexperte Roland Müller hat auf einer Fachkonferenz den ICALEPCS Lifetime Achievement Award erhalten. In den mehr als dreißig Jahren seiner Karriere bei BESSY hat der Physiker viele Projekte zu Kontrollsystemen an Beschleunigern vorangebracht und sich ganz besonders für den internationalen Austausch von Wissen engagiert.
- Ultraschneller Magnetismus: Schnappschuss der GitterschwingungenMagnetische Festkörper können mit einem kurzen Laserpuls schnell entmagnetisiert werden. Nach diesem Prinzip funktionieren die so genannten HAMR-Speicher (Heat Assisted Magnetic Recording), die bereits auf dem Markt sind. Die mikroskopischen Mechanismen der ultraschnellen Entmagnetisierung sind allerdings noch nicht vollständig geklärt. Ein HZB-Team hat an BESSY II eine Methode entwickelt, um einen dieser mikroskopischen Mechanismen quantitativ zu erfassen. Damit konnten sie nun das Element Gadolinium untersuchen, dessen magnetische Eigenschaften durch Elektronen sowohl auf der 4f- als auch auf der 5d-Schale verursacht werden. Diese Studie vervollständigt eine Reihe von Experimenten, die das Team an Nickel und Eisen-Nickel-Legierungen durchgeführt hat. Das Verständnis dieser Mechanismen ist für die Entwicklung ultraschneller Datenspeicher nützlich.
- Portrait Annette Pietzsch: Wir untersuchen fundamentale Phänomene unserer WeltAnnette Pietzsch hat viele Jobs: Die Physikerin entwickelt Instrumente für BESSY II, mit denen Forschende beobachten können, wie Moleküle miteinander reagieren. Am liebsten steht sie selbst am Instrument und forscht. Deshalb ist sie vor zehn Jahren aus Schweden ans HZB gekommen.
- Strahldiagnostik für zukünftige Beschleuniger im TischformatSeit Jahrzehnten wurden Teilchenbeschleuniger immer größer. Inzwischen haben Ringbeschleuniger mit Umfängen von vielen Kilometern eine praktische Grenze erreicht. Auch Linearbeschleuniger im GHz-Bereich erfordern sehr große Baulängen. Seit einigen Jahren gibt es jedoch eine Alternative: „Teilchenbeschleuniger im Tischformat“, die auf der Laseranregung von Kielwellen in Plasmen (laser wakefield) basieren. Solche kompakten Teilchenbeschleuniger wären insbesondere für künftige beschleunigergetriebene Lichtquellen interessant, werden aber auch für die Hochenergiephysik untersucht. Ein Team aus dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) hat eine Methode entwickelt, um den Querschnitt der so beschleunigten Elektronenpakete präzise zu vermessen. Dadurch rücken Anwendungen dieser neuen Beschleunigertechnologien für Medizin und Forschung näher.
- Oberflächenanalytik an BESSY II: Schärfere Einblicke in Dünnschicht-SystemeGrenzflächen in Halbleiter-Bauelementen oder Solarzellen spielen für ihre Funktionalität eine entscheidende Rolle. Dennoch war es bislang oft schwierig, mit spektroskopischen Verfahren angrenzende Dünnschichten getrennt zu untersuchen. Ein HZB-Team hat an BESSY II zwei verschiedene spektroskopische Methoden kombiniert und an einem Modellsystem demonstriert, wie gut die Unterscheidung damit gelingt.
- Unordnung bringt quantenphysikalische Talente zum VorscheinQuanteneffekte machen sich vor allem bei extrem tiefen Temperaturen bemerkbar, was ihren Nutzen für technische Anwendungen einschränkt. Dünnschichten aus MnSb2Te4 zeigen jedoch neue Talente, weil sie zu einem kleinen Überschuss an Mangan neigen. Offenbar sorgt die entstehende Unordnung für spektakuläre Eigenschaften: Das Material erweist sich als Topologischer Isolator und ist ferromagnetisch bis zu vergleichsweise hohen Temperaturen von 50 Kelvin, zeigen Messungen an BESSY II. Damit kommt diese Materialklasse für Quantenbits in Frage, aber auch generell für die Spintronik oder Anwendungen in der Hochpräzisions-Metrologie.
- Überblicksbeitrag: Methoden der Röntgenstreuung mit SynchrotronstrahlungSynchrotronlichtquellen liefern brillantes Licht mit dem Fokus auf Röntgenstrahlung und haben unsere Fähigkeiten der Charakterisierung von Materialien enorm erweitert. In den Reviews of Modern Physics gibt ein internationales Team nun einen Überblick über elastische und inelastische Röntgenstreuprozesse, erläutert den theoretischen Unterbau und beleuchtet, welche Einblicke diese Methoden in physikalische, chemische, bio- und energie-relevante Themen eröffnen.
- HZB koordiniert europäische Kooperation zur Entwicklung von Wirkstoffen gegen CoronaDie Röntgenstrukturanalyse an BESSY II ermöglicht die systematische Prüfung von vielen tausend Molekülen, die die Reproduktion und Virulenz von SARS-CoV2-Viren hemmen könnten. Nun hat ein Team am HZB mit Partnern aus Österreich und der Tschechischen Republik das Projekt NECESSITY aufgesetzt, um im Hochdurchsatzverfahren mehr als 8000 Verbindungen zu untersuchen und Wirkstoffe gegen COVID-19 zu entwickeln.
- Grüner Wasserstoff: Warum werden bestimmte Katalysatoren im Betrieb besser?Kristallines Kobalt-Arsenid ist ein Katalysator für die Sauerstoffentwicklung bei der elektrolytischen Wasserspaltung für die Erzeugung von Wasserstoff. Das Material gilt als Modellsystem für eine interessante Gruppe von Katalysatoren, deren Leistungen sich im Lauf der Elektrolyse unter bestimmten Bedingungen steigern. Nun hat ein Team um Marcel Risch an BESSY II aufgeklärt, dass zwei gegenläufige Entwicklungen dafür verantwortlich sind. Einerseits nimmt die katalytische Aktivität der einzelnen Katalysezentren im Verlauf der Elektrolyse ab, aber gleichzeitig verändert sich auch die Morphologie der Katalysatorschicht. Unter günstigen Bedingungen kommen dadurch wesentlich mehr Katalysezentren in Kontakt mit dem Elektrolyten, so dass die Leistungsfähigkeit des Katalysators insgesamt steigen kann.
- Wasser als Metall an BESSY II nachgewiesenReines Wasser ist unter Normalbedingungen ein nahezu perfekter Isolator. Metallische Eigenschaften entwickelt Wasser nur unter extremem Druck, wie er höchstens im Innern von großen Planeten herrscht. Nun hat eine internationale Kooperation mit einem ganz anderen Ansatz metallisches Wasser erzeugt und den Phasenübergang an BESSY II dokumentiert. Die Arbeit ist in Nature publiziert.
- Bleifreie Perowskit-Solarzellen – Wie Fluor-Additive die Qualität verbessernZinnhalogenid-Perowskite gelten aktuell als beste Alternative zu den bleihaltigen Analogen, sind jedoch im Vergleich zu diesen noch deutlich weniger effizient und stabil. Nun hat ein Team um Prof. Antonio Abate aus dem HZB die chemischen Prozesse in der Perowskit-Vorläuferlösung und deren Fluoridchemie eingehend analysiert. Durch eine raffinierte Kombination von Messmethoden an BESSY II mit Kernspinresonanz konnten sie zeigen, dass Fluorid die Oxidation von Zinn verhindert, was zu einer homogeneren Filmbildung mit weniger Defekten führt und die Qualität der Halbleiterschicht erhöht.
- Einblick in das HZB: Virtuelle Rundgänge und 360 ° PanoramenCorona-bedingt können wir leider keine Besuchergruppen am HZB empfangen und durch unser Zentrum führen. Wir möchten trotz Corona für Sie erlebbar bleiben und Ihnen Einblicke ins HZB ermöglichen. Machen Sie es sich gemütlich und starten Sie Ihren eigenen virtuellen Rundgang durch unsere Welt der Forschung. Bewegen Sie sich durch 360-Grad-Bilder, schauen Sie sich in Ruhe um und verweilen Sie an ausgewählten Stationen.
- Informationstechnologien: Topologische Materialien für die ultraschnelle SpintronikEin Team um den HZB-Physiker Dr. Jaime Sánchez-Barriga hat neue Einblicke in die ultraschnelle Anregung und Reaktion von Toplogischen Zuständen der Materie auf Femtosekunden-Laseranregung gewonnen. Mit zeit- und spinaufgelösten Methoden untersuchten die Physiker an BESSY II, wie das komplexe Wechselspiel im Verhalten angeregter Elektronen im Volumen und an der Oberfläche nach optischer Anregung zu einer ungewöhnlichen Spindynamik führt. Die Arbeit ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu spintronischen Bauelementen auf Basis topologischer Materialien für die ultraschnelle Informationsverarbeitung.
- Synchrotrons beschleunigen Corona-ForschungEine Information des Komitees für Forschung mit Synchrotronstrahlung (KFS)
Synchrotrons wurden ursprünglich von Physikern gebaut, um Teilchen zu erforschen. Heute werden sie auch gegen COVID-19 eingesetzt. Die Projekte sind so vielfältig wie die Nutzerschaft: Universitäten, Forschungseinrichtungen und Unternehmen wie BioNTech. - BESSY II: Universellen Regulationsmechanismus in Pflanzenzellen entdecktIn einer Pionierarbeit konnte ein deutsch-japanisches Team an BESSY II die 3D-Struktur eines katalytischen Metallo-Proteins bestimmen, das in allen Pflanzenzellen eine wichtige Rolle spielt. Es handelt sich dabei um die DYW-Desaminase-Domäne des so genannten RNA-Editosoms. In dieser DYW-Domäne sitzt ein Zink-Ion, dessen Aktivität mit einem sehr ungewöhnlichen Mechanismus kontrolliert wird. Das Team konnte nun diesen Mechanismus erstmals im Detail aufklären. Die Studie in Nature Catalysis gilt als Durchbruch auf dem Gebiet der molekularen Pflanzenbiologie und hat weitreichende biotechnologische Implikationen.
- Perowskit-Solarzellen: Einsichten in die Frühstadien der Strukturbildung
Mit der Methode der Kleinwinkelstreuung an der PTB-Röntgen-Beamline von BESSY II konnte ein HZB-Team experimentell die kolloidale Chemie von Perowskit-Vorläuferlösungen für Solarzellen untersuchen. Die Ergebnisse sind hilfreich, um Herstellungsverfahren und Qualität dieser spannenden Halbleitermaterialien gezielt und systematisch zu optimieren.
- Renske van der Veen leitet neue Abteilung „Atomare Dynamik in Licht-Energie Umwandlung“Ab Juni 2021 baut Dr. Renske van der Veen am HZB eine neue Forschungsgruppe auf. Die Chemikerin ist Expertin für zeitaufgelöste Röntgenspektroskopie und Elektronenmikroskopie und untersucht katalytische Prozesse, die die Umwandlung von Solarenergie in chemische Energie ermöglichen.
- BESSY II: Neue Einblicke in schaltbare MOF-Strukturen an den MX-BeamlinesMetallorganische Gerüstverbindungen (MOFs) finden breite Anwendung in Gasspeicherung, Stofftrennung, Sensorik oder Katalyse. Eine spezielle Klasse dieser MOFs hat nun ein Team um Prof. Dr. Stefan Kaskel, TU Dresden, an den MX-Beamlines von BESSY II untersucht. Es handelt sich um „schaltbare“ MOFs, die auf äußere Reize reagieren können. Ihre Analyse zeigt, wie das Verhalten des Materials mit Übergängen zwischen geordneten und ungeordneten Phasen zusammenhängt. Die Ergebnisse sind nun in Nature Chemistry publiziert.
- „Der Erkenntnisgewinn der Strukturbiologie ist seit fünf Jahrzehnten ungebrochen“
Prof. Dr. Udo Heinemann arbeitet am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin und forscht seit 40 Jahren in der Strukturbiologie. Von 2008 bis 2012 war er Mitglied im Advisory Committee der European Protein Database. Im Interview spricht er darüber, welchen Mehrwert die Proteindatenbank für die Forschung heute bringt und warum es wichtig ist, dass es in Berlin spezialisierte Strahlrohre für die biologische Strukturanalyse gibt.
- MYSTIIC an BESSY II: Neues Röntgenmikroskop in Betrieb genommenEin neues Röntgenmikroskop am Energy Materials in situ Lab (EMIL) hat den Betrieb aufgenommen. Es handelt sich um ein Raster-Transmissions-Röntgenmikroskop, das darauf ausgelegt ist, sowohl Probenoberflächen als auch Probenvolumina zu untersuchen. Mit dem weichen Röntgenlicht von BESSY II lassen sich sogar einzelne Elemente und chemische Verbindungen lokalisieren, die räumliche Auflösung liegt unterhalb von 20 Nanometern.
- BESSY II: Ein- und Auswanderung von Gastatomen in nanoporöser Speicherstruktur direkt beobachtetBatterieelektroden, Gas-Speicher und einige heterogene Katalysatormaterialien besitzen winzige Poren, die Raum für Atome, Ionen oder Moleküle bieten. Wie genau diese "Gäste" in die Poren einwandern, ist entscheidend für die Funktion solcher Energiematerialien, lässt sich aber meist nur indirekt beobachten. Nun hat ein Team mit dem HZB-ASAXS Instrument an der PTB Röntgen-Beamline von BESSY II mithilfe zweier Röntgenmethoden den Prozess der Einlagerung von Atomen in ein nanoporöses Modellsystem direkt beobachtet. Die Arbeit legt Grundlagen für neue Einblicke in Energiematerialien.
- Virtuelle Rundgänge: Erleben Sie das HZB in 360 Grad!
Leider können wir zurzeit Corona-bedingt keine Besuchergruppen am HZB empfangen. Trotzdem wollen wir für Sie erlebbar bleiben! Folgen Sie einfach unseren Rundgängen in 360 Grad und erleben Sie, wie wir am Beschleuniger BESSY II forschen. Weitere Rundgänge sind in Planung.
- Instrument an BESSY II zeigt, wie Licht MoS2-Dünnschichten katalytisch aktiviertDünnschichten aus Molybdän und Schwefel gehören zu einer Klasse von Materialien, die als (Photo)-Katalysatoren infrage kommen. Solche günstigen Katalysatoren werden gebraucht, um mit Sonnenenergie auch den Brennstoff Wasserstoff zu erzeugen. Allerdings sind sie bislang noch wenig effizient. Ein neues Instrument an BESSY II am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) zeigt nun, wie ein Lichtpuls die Oberflächeneigenschaften der Dünnschicht verändert und das Material katalytisch aktiviert.
- Wie das Salz in der Suppe: Die perfekte Mischung für effiziente Perowskit-SolarzellenSolarzellen, die das Sonnenlicht so effizient wie Silizium in elektrische Energie umwandeln, sich dabei aber einfach und aus kostengünstigen Materialien herstellen lassen – für Materialforscher ist das ein langgehegter Traum. Dem sind Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Berlin nun ein Stück nähergekommen. Sie haben ein Verfahren verbessert, mit dem sich günstige Perowskit-Schichten einfach aus Lösungen auf Trägermaterien aufbringen lassen. Dabei haben sie nicht nur entdeckt, welch entscheidende Rolle eines der verwendeten Lösungsmittel spielt, sondern auch die Lagerfähigkeit der Materialtinten genauer unter die Lupe genommen.
- Weltweit erste Videoaufnahme eines Raum-Zeit-Kristalls gelungenEinem deutsch-polnischen Forschungsteam ist der Versuch gelungen, bei Raumtemperatur einen Mikrometer großen Raum-Zeit-Kristall aus Magnonen zu erzeugen. Mithilfe des Rasterröntgenmikroskops MAXYMUS an Bessy II am Helmholtz Zentrum Berlin konnten sie die periodische Magnetisierungsstruktur in einem Kristall sogar filmen. Dieses weltweit erste Video eines Raum-Zeit-Kristalls bei Raumtemperatur sowie das Forschungsprojekt an sich stellten die Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme (MPI-IS) in Stuttgart, der Adam Mickiewicz University und der Polish Academy of Sciences in Poznań in Physical Review Letters vor.
- Blackbox-Verfahren für superschnelle ErgebnisseDie elektronische Struktur von komplexen Molekülen und ihre chemische Reaktivität können mit Hilfe der Methode der resonanten inelastischen Röntgenstreuung (RIXS) an BESSY II untersucht werden. Allerdings erfordert die Auswertung von RIXS-Daten bisher sehr lange Rechenzeiten. Ein Team an BESSY II hat nun ein neues Simulationsverfahren entwickelt, das diese Auswertung stark beschleunigt. Die Ergebnisse können sogar während des Experiments berechnet werden. Messgäste können das Verfahren wie eine Blackbox nutzen.
- Solarer Wasserstoff: Photoanoden aus α-SnWO4 versprechen hohe WirkungsgradePhotoanoden aus Metalloxiden gelten als praktikable Lösung für die Erzeugung von Wasserstoff mit Sonnenlicht. So besitzt α-SnWO4 optimale elektronische Eigenschaften für die photoelektrochemische Wasserspaltung, korrodiert jedoch rasch. Schutzschichten aus Nickeloxid können die Korrosion verhindern, reduzieren jedoch die Photospannung und damit den Wirkungsgrad. Nun hat ein Team am HZB an der Synchrotronquelle BESSY II untersucht, was an der Grenzfläche zwischen der Photoanode und der Schutzschicht genau passiert. Kombiniert mit theoretischen Methoden deuten die Messdaten darauf hin, dass sich dort eine Oxidschicht bildet, die den Wirkungsgrad der Photoanode beeinträchtigt.
- HZB und Humboldt-Universität vereinbaren den Aufbau eines Katalyse-LaborsDas Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und die Humboldt-Universität zu Berlin (HU) haben eine Kooperationsvereinbarung geschlossen mit dem Ziel, ein gemeinsames Forschungslabor für Katalyse im IRIS-Forschungsbau der HU in Adlershof aufzubauen. Der IRIS-Forschungsbau bietet optimale Bedingungen für die Erforschung und Entwicklung von komplexen Materialsystemen.
- Beschleunigerphysik: HF-Koppler für bERLinPro zeigen sich belastbarIn Synchrotronlichtquellen bringt ein Elektronenbeschleuniger Elektronenpakete auf nahezu Lichtgeschwindigkeit, damit diese das besondere „Synchrotronlicht“ abgeben können. Ihre enorme Energie und ihre besondere Form erhalten die Elektronenpakete durch ein stehendes elektromagnetisches Wechselfeld in so genannten Kavitäten. Bei hohen Elektronenströmen, wie sie im Projekt bERLinPro gefordert sind, ist die benötigte Leistung für die stabile Anregung dieses Hochfrequenz-Wechselfelds enorm. Das Einkoppeln dieser hohen Leistung gelingt mit speziellen Antennen, so genannten Kopplern und gilt als große wissenschaftlich-technische Herausforderung. Nun zeigt eine erste Messkampagne mit optimierten Kopplern an bERLinPro, dass sich das Ziel erreichen lässt.
- Ernst-Eckhard-Koch-Preis und Innovationspreis SynchrotronstrahlungIn diesem Jahr zeichnete der Freundeskreis des HZB die herausragende Promotionsarbeit von Dr. Martin Bluschke (MPI für Festkörperforschung und TU Berlin) mit dem Ernst-Eckhard-Koch-Preis aus. Der Europäische Innovationspreis Synchrotronstrahlung ging an ein Team aus vier Physikern für ihre Arbeiten am Freien Elektronenlaser FERMI an der Synchrotronquelle Elettra in Triest. Die Preisverleihung fand auf dem diesjährigen Nutzertreffen des HZB statt, das in diesem Jahr digital stattfinden musste.
- Perowskit-Solarzellen: Auf dem Weg zum gezielten Design von Tinten für die industrielle FertigungFür die Herstellung von hochwertigen Perowskit-Dünnfilmen für großflächige Photovoltaikmodule werden oft optimierte „Tinten“ verwendet, die eine Mischung von Lösungsmitteln enthalten. Ein HZB-Team hat nun an BESSY II analysiert, wie die Kristallisationsprozesse in solchen Mischungen ablaufen. Mit einem neu entwickelten Modell ist es zudem nun möglich, die Kinetik der Kristallisationsprozesse für verschiedene Lösungsmittelgemische vorab zu bewerten. Dies ist hilfreich für die Produktion von Perowskit-Modulen im industriellen Maßstab.
- Nutzerforschung an BESSY II: Graphitelektroden für wiederaufladbare Batterien untersuchtWiederaufladbare Graphit-Dual-Ionen-Batterien sind preisgünstig und leistungsstark. Ein Team von der Technischen Universität Berlin hat an der EDDI Beamline von BESSY II untersucht, wie sich während des Zyklierens (operando) die Morphologie der Graphit-Elektroden reversibel verändert. Die 3D-Röntgentomographieaufnahmen kombiniert mit simultaner Diffraktion erlauben nun eine präzise Auswertung der Prozesse, insbesondere von Volumenveränderungen der Elektroden. Dies kann dazu beitragen, Graphitelektroden weiter zu optimieren.
- Informationstechnologie: Besonderheiten von Germaniumtellurid auf der Nanoskala aufgedecktGermanium-Tellurid (GeTe) ist ein interessantes Material für die Spintronik. Nun hat ein deutsch-russisches Team an BESSY II gezeigt, wie sich die Spintextur in GeTe-Einkristallen durch ferroelektrische Polarisation innerhalb einzelner Nanodomänen umschalten lässt.
- Ordnung in der Unordnung: Dichtefluktuationen in amorphem Silizium entdecktErstmals hat ein Team am HZB mit Röntgen- und Neutronenstreuung an BESSY II und BER II in amorphem Silizium mit einer Auflösung von 0.8 Nanometern atomare Substrukturen identifiziert. Solche a-Si:H-Dünnschichten werden bereits seit Jahrzehnten in Solarzellen, TFT-Displays und Detektoren eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich drei unterschiedliche Phasen innerhalb der amorphen Matrix bilden, die Qualität und Lebensdauer der Halbleiterschicht dramatisch beeinflussen. Die Arbeit wird auf dem Titel der aktuellen Ausgabe von Physical Review Letters hervorgehoben.
- Universität Kassel und HZB gründen Joint Lab zur Nutzung künstlicher IntelligenzDie Universität Kassel und das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) richten ein gemeinsames Labor für die Nutzung künstlicher Intelligenz ein, um neue experimentelle Methoden weiterzuentwickeln und die Datenauswertung von Experimenten an BESSY II deutlich zu verbessern.
- HZB & IKZ bündeln ihre Kompetenzen bei kristallinen Energie- und QuantenmaterialienAm 11. September 2020 unterzeichneten das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und das Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ) ein Kooperationsabkommen, um die gemeinsame Forschung an Energie- und Quantenmaterialien voran zu bringen. Im Rahmen der Kooperation werden auch neuartige Röntgenoptiken für Synchrotronstrahlungsquellen entwickelt.
- Carl-Ramsauer-Preis für herausragende DissertationDr. Raphael Jay hat den diesjährigen Carl-Ramsauer-Preis der Deutschen Physikalischen Gesellschaft zu Berlin (DPGzB) erhalten. Der Preis zeichnet herausragende Dissertationen in Physik und angrenzender Gebiete aus und wird im Rahmen eines Festkolloquiums am 18. November 2020 im Magnus-Haus verliehen.
- HZB und TU Berlin: Neue gemeinsame Forschungsgruppe an BESSY IIBirgit Kanngießer baut eine gemeinsame Forschungsgruppe zur Kombination von Röntgenmethoden in Laboren und an Großgeräten auf. Insbesondere will die Physikerin untersuchen, wie sich Röntgenexperimente an kleineren Labor-Instrumenten optimal mit komplexeren Experimenten ergänzen, die nur an Synchrotronquellen wie BESSY II möglich sind.
- Ein Kühlturm schwebt auf BESSY's DachAnfang September konnte man von weitem einen riesigen Kran in der Nähe von BESSY II entdecken. Mit Bildern und Videos entdecken sie die spektakuläre Installation des 4. Kühlturms des Elektronenspeicherrings.
- Neue Materialien zur Energiespeicherung: ERC Starting Grant für Tristan PetitDr. Tristan Petit erhält einen Starting Grant des Europäischen Forschungsrats und wird mit 1,5 Millionen Euro in den nächsten fünf Jahren gefördert. Der Materialforscher untersucht damit eine neue Materialklasse für die Speicherung elektrischer Energie, die so genannten MXene. Sie können extrem schnell große Mengen an elektrischer Energie speichern und abgeben. Damit könnten MXene neben Batterien und Superkondensatoren eine wichtige Rolle bei der Energiespeicherung spielen. Der ERC Starting Grant ist eine der wichtigsten europäischen Auszeichnungen.
- Neue Molekülbibliothek für systematische Suche nach WirkstoffenUm die systematische Entwicklung von Medikamenten zu beschleunigen, hat das MX-Team am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) mit der Drug Design Gruppe der Universität Marburg eine neue Substanzbibliothek aufgebaut. Sie besteht aus 1103 organischen Molekülen, die als Bausteine von neuen Wirkstoffen infrage kommen. Das MX-Team hat diese Bibliothek nun in Kooperation mit der FragMAX-Gruppe am MAX IV validiert. Die Substanzbibliothek des HZB steht weltweit für die Forschung zur Verfügung und spielt auch bei der Suche nach Wirkstoffen gegen SARS-CoV-2 eine Rolle.
- Nutzerforschung an BESSY II: Bildung eines 2D metastabilen Oxids in reaktiven Umgebungen
In vielen Anwendungen der Katalyse, bei chemischen Sensoren, Brennstoffzellen und Elektroden spielt das chemische Verhalten von Festkörperoberflächen eine wichtige Rolle. Ein Forscherteam des Max-Planck-Instituts für chemische Energiekonversion hat an der Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II nun ein wichtiges Phänomen beschrieben, das auftreten kann, wenn Metalllegierungen reaktiven Umgebungen ausgesetzt werden.
- Ab durch den Beschleuniger – die Lange Nacht der Wissenschaften einmal anders.Wegen der Corona-Beschränkungen findet in diesem Jahr leider keine Lange Nacht der Wissenschaften statt. Das ist nicht nur schade für alle Wissenschaftsinteressierten, sondern auch für uns! Denn wir freuen uns jedes Jahr darauf, wenn viele Menschen zu uns kommen, uns mit ihren Fragen löchern oder über die riesigen Anlagen und Labore staunen, in denen wir forschen. Damit die Lange Nacht nicht ganz flachfällt, nehmen wir Euch mit auf eine virtuelle Reise durch unseren Beschleuniger BESSY II.
- BESSY II: Experiment zeigt erstmals im Detail, wie Elektrolyte metallisch werdenEin internationales Team hat erstmals an BESSY II ein raffiniertes Experiment entwickelt, um die Bildung eines metallischen Leitungsbandes in Elektrolyten zu beobachten. Dafür stellten sie kryogene Lösungen aus flüssigem Ammoniak mit verschiedenen Konzentrationen von Alkali-Metallen her und untersuchten den Flüssigkeitsstrahl mit weichem Röntgenlicht. Äußerlich zeigt sich der Übergang von einzelnen Metall-Atomen in Lösung zu einem metallischen Verbund, indem die Farbe der Lösung von blau zu golden wechselt. Diesen Vorgang konnten sie nun durch die Messdaten an BESSY II im Detail analysieren. Die Arbeit ist in Science publiziert und erscheint sogar als Titelgeschichte.
- Nutzerforschung an BESSY II: Einblick in das Auge der PflanzenPflanzen nutzen Licht nicht nur für die Photosynthese. Die Pflanzenzelle hat zwar keine Augen, kann aber dennoch Licht wahrnehmen und damit ihr Umfeld. Dabei spielen Phytochrome, bestimmte türkisfarbige Proteine, die zentrale Rolle. Wie genau sie funktionieren, ist noch unklar. Nun konnte das Team um den Pflanzenphysiologen Jon Hughes (Justus-Liebig-Universität Gießen) an BESSY II die dreidimensionale Architektur von verschiedenen pflanzlichen Phytochrom-Molekülen entschlüsseln. Dabei zeigt sich, wie Licht die Struktur des Phytochroms verändert, so dass die Zelle das Lichtsignal weiterleitet, um die Entwicklung der Pflanze entsprechend zu steuern.
- Nutzerforschung an BESSY II: Neue Materialien steigern die Effizienz in Ethanol-BrennstoffzellenEine Gruppe aus Brasilien hat mit einem HZB-Team eine neuartige Kompositmembran für Ethanol-Brennstoffzellen untersucht. Sie besteht aus dem Polymer Nafion, in das durch Schmelzextrusion Titanat-Nanopartikel eingebettet sind. An BESSY II konnten sie beobachten, wie die Nanopartikel in der Nafion-Matrix verteilt sind und wie sie die Protonenleitfähigkeit steigern.
- 04.05.2020 – #Corona: HZB nimmt schrittweise Betrieb wieder aufDie Geschäftsführung hat nach sorgfältiger Einschätzung der Lage beschlossen, dass ab 4. Mai schrittweise der Betrieb am HZB wieder aufgenommen wird. Dafür gelten strenge Sicherheitsvorschriften. BESSY II wird ab dem 11. Mai wieder für In-House-Forschung zur Verfügung stehen. Für Sars-CoV-2-relevante Messungen wurde ein Schnellzugang an BESSY II eingerichtet.
- Corona-Forschung: Konsortium aus Berliner Forschung und Industrie sucht WirkstoffeDie Berliner Biotech-Firma Molox GmbH und ein Team am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) haben ein Konsortium aus regionalen Forschergruppen und BASF initiiert. Gemeinsam wollen sie einen Startpunkt für die Entwicklung eines möglichen Wirkstoffs gegen das neue Coronavirus identifizieren. Ziele potenzieller Hemmstoffe werden bestimmte SARS-CoV2-Proteine sein, die die Ausbreitung oder Infektiosität der Viren begünstigen. An den Forschungsarbeiten sind auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Freien Universität Berlin beteiligt.
- Neue Wechselwirkung zwischen Licht und Materie an BESSY II entdecktEin deutsch-chinesisches Team um Gisela Schütz vom MPI für Intelligente Systeme hat an BESSY II eine neue Wechselwirkung zwischen Licht und Materie entdeckt. Es gelang ihnen damit, nanometerfeine magnetische Wirbel in einer magnetischen Schicht zu erzeugen. Dabei handelt es sich um so genannte Skyrmionen, die für künftige Informationstechnologien interessant sind.
- Corona-Forschung an BESSY II: Zwei Tage Messbetrieb für die Suche nach dem richtigen SchlüsselDie Berliner Synchrotronquelle BESSY II des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) nimmt für zwei Tage den Betrieb wieder auf. Mit der intensiven Röntgenstrahlung von BESSY II wollen Forscher nach Wirkstoffen gegen das Coronavirus SARS-CoV2 suchen. Fast zweihundert Proben aus einem wichtigen Protein des Virus werden in den kommenden Stunden untersucht. Die Proben sind mit unterschiedlichen Molekülen getränkt, die als Bestandteile von Wirkstoffen in Frage kommen. Die Analysen werden zeigen, ob bestimmte Moleküle besonders gut an das Proteinmolekül andocken und damit die Vermehrung des Virus behindern können. Diese Moleküle könnten Bestandteile eines künftigen Wirkstoffs werden.
- BESSY II: Millionenfach schnellerer Wechsel von zirkular polarisierten LichtpulsenEin Team aus Beschleunigerphysikern, Undulatorexperten und Experimentatoren hat am Speicherring BESSY II gezeigt, wie sich die Händigkeit (Helizität) von zirkular polarisierter Synchrotronstrahlung schneller umschalten lässt – und zwar bis zu einer Million Mal schneller als bisher. Sie nutzten dazu einen am HZB entwickelten elliptischen Doppel-Undulator und betrieben den Speicherring im sogenannten Two-Orbit-Modus. Dies ist eine besondere Betriebsart, die erst vor kurzem an BESSY II entwickelt wurde und die Basis für die schnelle Umschaltung liefert. Der ultraschnelle Wechsel der Lichthelizität ist vor allem für Untersuchungen von Prozessen in magnetischen Materialien interessant und wird schon seit langem von einer großen Nutzergemeinde erwartet.
- Coronavirus SARS-CoV2: BESSY II-Daten beschleunigen die Suche nach WirkstoffenEin Coronavirus hält die Welt in Atem. SARS-CoV-2 ist hochansteckend und kann schwere Lungenentzündung mit Atemnot (COVID-19) verursachen. Weltweit sucht die medizinische Forschung nach Möglichkeiten, wie man die Vermehrung der Viren mithilfe von Medikamenten verhindern kann. Ein Team der Universität Lübeck und am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) hat dafür einen vielversprechenden Ansatz gefunden. Mithilfe des hochintensiven Röntgenlichts der Berliner Synchrotronquelle BESSY II haben sie die dreidimensionale Architektur der viralen Hauptprotease von SARS-CoV-2 entschlüsselt. Die virale Hauptprotease ist an der Vermehrung des Virus beteiligt.
- Schnell und stark: Neue 2D-Materialien mit Talent zur EnergiespeicherungEine neue Materialklasse kann elektrische Energie sehr schnell speichern. Es handelt sich um zweidimensionale Titankarbide, so genannte MXene. Wie eine Batterie speichern sie durch elektrochemische Reaktionen große Mengen elektrischer Energie - aber im Gegensatz zu Batterien können sie in Sekundenschnelle geladen und entladen werden. In Zusammenarbeit mit der Drexel-Universität hat ein Team am HZB gezeigt, dass die Einlagerung von Harnstoffmolekülen zwischen den MXene-Schichten die Kapazität solcher "Pseudokondensatoren" um mehr als 50 Prozent erhöhen kann. An BESSY II haben sie analysiert, welche Veränderungen der MXene-Oberflächenchemie nach der Harnstoffeinlagerung dafür verantwortlich sind.
- Neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe am HZBAb 01. März 2020 baut Dr. Felix Büttner am HZB eine Helmholtz-Nachwuchsgruppe zu „Topologischen Solitonen“ auf. Topologische Solitonen können in magnetischen Quantenmaterialien auftreten und extrem energieeffiziente Schaltprozesse ermöglichen. An BESSY II will er eine neue Abbildungstechnik entwickeln, um solche Quasiteilchen zu untersuchen.
- Neuer Detektor beschleunigt die ProteinkristallographieAn einer der drei MX-Beamlines am HZB wurde letzte Woche ein neuer Detektor installiert. Im Vergleich zum alten Detektor ist der neue besser, schneller und empfindlicher. Er ermöglicht es, binnen kürzester Zeit vollständige Datensätze von komplexen Proteinen aufzunehmen.
- Röntgenmikroskopie an BESSY II: Nanopartikel können Zellen verändernNanopartikel dringen leicht in Zellen ein. Wie sie sich dort verteilen und was sie bewirken, zeigen nun erstmals hochaufgelöste 3D-Mikroskopie-Aufnahmen an den Synchrotronlichtquellen BESSY II und ALBA. So reichern sich bestimmte Nanopartikel bevorzugt in bestimmten Organellen der Zelle an. Dadurch kann der Energieumsatz in der Zelle steigen. „Die Zelle sieht aus wie nach einem Marathonlauf, offensichtlich kostet es Energie, solche Nanopartikel aufzunehmen“, sagt Hauptautor James McNally.
- Sehen, riechen, schmecken: Wie Biomoleküle in Sinneszellen funktionierenEin Team hat analysiert, wie sich das Biomolekül Rhodopsin nach der Aktivierung durch Licht verändert. Rhodopsin spielt beim Sehen eine zentrale Rolle, ist aber auch ein Prototyp für Rezeptoren in anderen Sinnesorganen. Ein neu entwickeltes Infrarotspektrometer an BESSY II hat es ermöglicht, diese Untersuchung erstmals unter natürlichen Bedingungen durchzuführen. Mit der neuen Methode lassen sich schnelle, irreversible Reaktionen mit nur einer einzigen Messung beobachten. Bislang mussten dafür tausende solcher Reaktionen ausgewertet werden. Viele biologische Prozesse sind jedoch irreversibel und lassen sich nicht zyklisch wiederholen.
- Topologische Materialien für die Informationstechnologie: Verlustfrei Signale übertragenNeue Experimente an BESSY II mit magnetisch dotierten Topologischen Isolatoren zeigen vielversprechende Möglichkeiten für eine verlustfreie Signalübertragung auf. Ein überraschendes Phänomen der Selbstorganisation hilft dabei. Zukünftig könnte es so möglich sein, Materialien zu entwickeln, die dieses Phänomen bei Raumtemperatur zeigen und sich als Q-Bit Recheneinheiten in einem Quantencomputer einsetzen lassen. Die Arbeit ist im renommierten Wissenschaftsjournal Nature publiziert.
- Ernst-Eckhard-Koch-Preis und Innovationspreis SynchrotronstrahlungIn diesem Jahr zeichnete der Freundeskreis des HZB gleich zwei herausragende Promotionsarbeiten mit dem Ernst-Eckhard-Koch-Preis aus. Der Europäische Innovationspreis Synchrotronstrahlung ging an ein Team aus Physikern des DESY und des Paul-Scherrer-Instituts. Die Preisverleihung fand auf dem diesjährigen Nutzertreffen des HZB statt, das mit über 500 Teilnehmerinnen und Teilnehmern und mehr als 50 Ausstellern sehr gut besucht war.
- Krebsforschung an BESSY II: Bindungsmechanismen von therapeutischen Substanzen entschlüsseltIn Tumorzellen ist die DNA im Vergleich zu normalen Körperzellen verändert. Wie solche Veränderungen verhindert oder gehemmt werden können, ist ein spannendes Forschungsgebiet mit großer Relevanz für die Entwicklung von Krebsbehandlungen. Ein interdisziplinäres Team hat nun durch Proteinkristallographie an BESSY II die möglichen Bindungsmechanismen von bestimmten therapeutischen Substanzen aus der Gruppe der Tetrazolhydrazide an ein entscheidendes Protein in der Zelle analysiert.
- Röntgenanalyse an BESSY II zeigt, wie Malaria-Wirkstoffe die Erreger bekämpfenMalaria zählt zu den bedrohlichsten Infektionserkrankungen weltweit. Nun konnte ein internationales Team Malaria-Erreger in roten Blutkörperchen unter natürlichen Bedingungen mit Röntgenmikroskopie an BESSY II und den Synchrotonquellen ALBA und ESRF untersuchen. Die Auswertung zeigt, über welche Mechanismen Wirkstoffe die Erreger angreifen. Dies könnte dazu beitragen, Wirkstoffe und Therapien gezielt zu verbessern.
- „Tanzmuster“ von Skyrmionen vermessenIn bestimmten magnetischen Materialien wie Cu2OSeO3 entstehen magnetische Wirbel, so genannte Skyrmionen. Diese Skyrmionen lassen sich durch niedrige elektrische Ströme kontrollieren, was eine energiesparende Datenverarbeitung ermöglichen könnte. Nun ist es einem Team gelungen, an der VEKMAG-Station an BESSY II eine neue Technik zu entwickeln, um diese Wirbel präzise zu vermessen und dabei die drei unterschiedlichen Eigenschwingungen zu beobachten.
- IM FOKUS: Vom MIT in den USA an den WannseeFür Marcel Risch ist es eine Rückkehr: Schon im Studium untersuchte er Proben am Berliner Teilchenbeschleuniger BESSY II. Nach einigen Jahren am renommierten Massachusetts Institute of Technology (MIT) und in Göttingen baut er jetzt am HZB seine eigene Gruppe auf – unterstützt vom European Research Council.
- Neuer Probenhalter für die ProteinkristallographieEin HZB-Team hat einen neuartigen Probenhalter entwickelt, der die Messung von Proteinkristallen deutlich erleichtert. In einem kurzen Video zeigen die Forscher, wie Proteine in Lösung auf den neuen Probenhaltern selbst auskristallisieren und im Anschluss an den MX-Beamlines von BESSY II analysiert werden können. Ein Patent ist bereits erteilt und ein Hersteller gefunden.
- Tomographie-Weltrekord: Zuschauen, wie Metall aufgeschäumt wirdMit einem am HZB entwickelten Rotationstisch hat ein internationales Forscher-Team an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz, SLS, einen neuen Rekord erreicht: Mit 208 dreidimensionalen Röntgenaufnahmen (Tomographien) pro Sekunde konnten sie die dynamischen Prozesse beim Aufschäumen von flüssigem Aluminium dokumentieren. Im Fachjournal Nature Communications wird die Methode vorgestellt.
- Archäologie an BESSY II: „Geheimtinte“ auf antikem Papyrus vom Nil enthülltForscher des Ägyptischen Museums und Papyrussammlung, der Berliner Universitäten und des Helmholtz-Zentrums Berlin untersuchten ein kleines Papyrus-Stück, das vor zirka 100 Jahren auf der Nil-Insel Elephantine ausgegraben wurde. Unter anderem nutzten die Forschenden zerstörungsfreie Methoden an BESSY II. Die Arbeit, über die Forscher im Journal of Cultural Heritage berichteten, ist für weitere Analysen der Papyrussammlung in Berlin und darüber hinaus wegweisend.
- IM FOKUS: Mit BESSY II im Kampf gegen den PlastikmüllKunststoffe sind wunderbare Materialien: extrem vielseitig und nahezu ewig haltbar. Doch genau das ist ein Problem, denn nach nur rund 100 Jahren Kunststoffproduktion befinden sich inzwischen Plastik-Partikel überall, im Grundwasser, in den Ozeanen, in der Luft und in der Nahrungskette.
- Beschleunigerphysik: Alternatives Material für supraleitende Hochfrequenzkavitäten getestetSupraleitende Hochfrequenzkavitäten können Elektronenpakete in modernen Synchrotronquellen und Freien Elektronenlasern mit extrem hoher Energie ausstatten. Zurzeit bestehen sie aus reinem Niob. Eine internationale Kooperation hat nun untersucht, welche Vorteile eine Beschichtung mit Niob-Zinn im Vergleich zu reinem Niob bietet.
- Ladungstransfer innerhalb von Übergangsmetall-Farbstoffen analysiertIn farbstoffbasierten Solarzellen sorgen Übergangsmetall-Komplexe dafür, dass Licht in elektrische Energie umgewandelt wird. Bisher ging man davon aus, dass innerhalb des Moleküls eine räumliche Ladungstrennung stattfindet. Dass dies eine zu simple Beschreibung des Prozesses ist, zeigt eine Analyse an BESSY II. Erstmals hat dort ein Team die fundamentalen elektronischen Prozesse rund um das Metallatom und seine Liganden untersucht. Die Arbeit ist in der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie, International Edition“ erschienen und stellt das Titelbild.
- Ultraschneller Magnetismus: Elektron-Phonon-Wechselwirkungen an BESSY II analysiertWie schnell kann ein Magnet seine Ausrichtung ändern und was sind die mikroskopischen Mechanismen? Diese Fragen sind für die Entwicklung von Datenspeichern und Computerchips von größter Bedeutung. Jetzt ist es einem HZB-Team am BESSY II erstmals gelungen, den wichtigsten mikroskopischen Prozess des ultraschnellen Magnetismus experimentell zu beobachten. Die zu diesem Zweck entwickelte Methodik kann auch zur Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen Spins und Gitterschwingungen in Graphen, Supraleitern oder anderen (Quanten-)Materialien verwendet werden.
- Laserinduzierte Spindynamik in Ferrimagneten: Wohin geht der Drehimpuls?Durch intensive Laserpulse kann die Magnetisierung eines Materials sehr schnell manipuliert werden. Magnetisierung wiederum ist fundamental mit dem Drehimpuls der Elektronen im Material verbunden. Ein Forscherteam des Max-Born-Instituts für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI) konnte nun an BESSY II den Drehimpulstransfer in einer ferrimagnetischen Eisen-Gadolinium-Legierung im Detail verfolgen. Dabei gelang es ihnen, am Femtoslicing-Experiment bei BESSY II die ultraschnelle optische Entmagnetisierung zu vermessen und deren grundlegende Prozesse und Geschwindigkeitsgrenzen zu verstehen. Die Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift „Physical Review Letters“ veröffentlicht.
- 3D-Tomographien zeigen, wie Lithium-Akkus alternLithium-Akkus verlieren mit der Zeit an Kapazität. Bei jeder neuen Aufladung können sich Mikrostrukturen an den Elektroden bilden, die die Kapazität weiter reduzieren. Nun hat ein HZB-Team zusammen mit Batterieforschern aus dem Forschungszentrum Jülich, der Universität Münster und Partnern aus Forschungseinrichtungen in China den Prozess der Degradation von Lithium-Elektroden erstmals im Detail dokumentiert. Dies gelang ihnen mithilfe eines 3D-Tomographieverfahrens mit Synchrotronstrahlung an BESSY II (HZB) sowie am Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG). Ihre Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Materials Today veröffentlicht (Open Access).
- Thermoelektrika: Neue Einblicke ins Rekordmaterial ZinnselenidBei den Thermoelektrika könnte Zinnselenid die bisherigen Rekordhalter aus Wismuttellurid an Effizienz deutlich übertreffen. Allerdings ist der thermoelektrische Effekt in Zinnselenid nur bei Temperaturen oberhalb von 500 Grad so enorm. Nun zeigen Messungen an den Synchrotronquellen BESSY II und PETRA III, dass sich Zinnselenid auch bei Raumtemperatur als Thermoelektrikum nutzen lässt – sofern man hohen Druck anlegt.
- „Molekulare Schere“ für den PlastikmüllEin Team der Universität Greifswald und des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) hat an BESSY II die Struktur eines wichtigen Enzyms ("MHETase") entschlüsselt. Die MHETase wurde in einem Bakterium entdeckt und ist in der Lage, zusammen mit einem zweiten Enzym, der PETase, den weit verbreiteten Kunststoff PET in seine Grundbausteine zu zerlegen. Die 3D-Struktur der MHETase ermöglichte es den Forschern bereits, die Aktivität dieses Enzyms gezielt zu optimieren, um es zusammen mit der PETase für das nachhaltige Recycling von PET zu nutzen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
- HZB an Sonderausgabe zu Ultraschneller Dynamik mit Röntgenmethoden beteiligtIn der jetzt erschienenen Sonderausgabe der „Philosophical Transactions of the Royal Society of London“ berichten international ausgewiesene Experten über neue Entwicklungen bei Röntgenquellen und ultraschnellen zeitaufgelösten Experimenten. Auch HZB-Physiker wurden zu Beiträgen aufgefordert und haben geliefert.
- Godehard Wüstefeld erhält den Horst-Klein-ForschungspreisDer Physiker Dr. Godehard Wüstefeld wurde auf der Jahrestagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft mit dem Horst-Klein-Forschungspreis ausgezeichnet. Der Preis würdigt seine herausragenden wissenschaftlichen Leistungen in der Beschleunigerphysik bei der Entwicklung von BESSY II und BESSY VSR.
- Wasser ist homogener als gedachtUm die bekannten Anomalien in Wasser zu erklären, gehen manche Forscher davon aus, dass Wasser auch bei Umgebungsbedingungen aus einer Mischung von zwei Phasen besteht. Neue röntgenspektroskopische Analysen an BESSY II, der ESRF und der Swiss Light Source zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Bei Raumtemperatur und normalem Druck bilden die Wassermoleküle ein fluktuierendes Netz mit durchschnittlich je 1,74 ± 2.1% Donator- und Akzeptor-Wasserstoffbrückenbindungen pro Molekül, die eine tetrahedrische Koordination zwischen nächsten Nachbarn ermöglichen.
- Grüne Spintronik: Mit Spannung Superferromagnetismus erzeugenEin HZB-Team hat zusammen mit internationalen Partnern an der Lichtquelle BESSY II ein neues Phänomen in Eisen-Nanokörnern auf einem ferroelektrischen Substrat beobachtet: Die magnetischen Momente der Eisenkörner richten sich superferromagnetisch aus, sobald eine elektrische Spannung anliegt. Der Effekt funktioniert bei Raumtemperatur und könnte zu neuen Materialien für IT-Bauelemente und Datenspeicher führen, die weniger Energie verbrauchen.
- 2019 starten zwei neue Helmholtz-Nachwuchsgruppen am HZBDas Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) baut ab 2019 zwei neue Helmholtz-Nachwuchsgruppen auf und stärkt damit die Kompetenzen in der Katalyse-Forschung.
- Herausragende Masterarbeit zur Struktur und Funktion eines Bakterien-Enzyms gewürdigtDie Doktorandin Lena Graß aus der Arbeitsgruppe Strukturbiochemie der Freien Universität Berlin ist am 17. Dezember 2018 mit dem Masterpreis der Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiologie e.V. (GBM) ausgezeichnet worden. Für ihre Masterarbeit an der Freien Universität Berlin und den MX-Beamlines von BESSY II hat sie die Struktur und Funktion einer so genannten RNA-Helikase entschlüsselt.
- Ernst-Eckhard-Koch-Preis und Innovationspreis SynchrotronstrahlungAm 6. Dezember 2018 vergab der Freundeskreis Helmholtz-Zentrum Berlin den Ernst-Eckhard-Koch-Preis für eine herausragende Promotionsarbeit auf dem Gebiet der Forschung mit Synchrotronstrahlung am HZB oder bei DESY sowie den Europäischen Innovationspreis Synchrotronstrahlung. Die Preisverleihungen fanden während des 10. Nutzertreffens am HZB statt.
- Meilenstein für bERLinPro: Photokathode mit hoher QuanteneffizienzEin Team am HZB hat den Herstellungsprozess von Photokathoden optimiert, so dass diese nun hohe Quanteneffizienz besitzen. Damit stehen geeignete Photokathoden zur Verfügung, um 2019 den ersten Elektronenstrahl in bERLinPro zu erzeugen.
- Delegation aus Jordanien zu Besuch am HZBDas Helmholtz-Zentrum Berlin wird die Zusammenarbeit mit jordanischen Großforschungseinrichtungen intensivieren. Das vereinbarte Prof. Dr. Jan Lüning mit Vertretern einer hochrangigen jordanischen Forschungsdelegation, die Ende November 2018 zu Gast am HZB war.
- Übergangsmetallkomplexe: Gemischt geht's besserEin Team hat an BESSY II untersucht, wie unterschiedliche Eisenkomplex-Verbindungen Energie aus eingestrahltem Licht verarbeiten. Dabei konnten sie zeigen, warum bestimmte Verbindungen das Potenzial haben, Licht in elektrische Energie umzuwandeln. Die Ergebnisse sind für die Entwicklung von organischen Solarzellen interessant. Die Studie wird auf dem Cover der Fachzeitschrift PCCP angekündigt.
- Graphen auf dem Weg zur SupraleitungDoppelschichten aus Graphen haben eine Eigenschaft, die ihnen erlauben könnte, Strom völlig widerstandslos zu leiten. Dies zeigt nun eine Arbeit an BESSY II. Ein Team hat dafür die Bandstruktur dieser Proben mit hoher Präzision ausgemessen und an einer überraschenden Stelle einen flachen Bereich entdeckt. Möglich wurde dies durch die extrem hohe Auflösung des ARPES-Instruments an BESSY II.
- Nanodiamanten als PhotokatalysatorenDiamant-Nanomaterialien gelten als heiße Kandidaten für günstige Photokatalysatoren. Sie lassen sich durch Licht aktivieren und können dann bestimmte Reaktionen zwischen Wasser und CO2 beschleunigen und klimaneutrale „solare Brennstoffe“ erzeugen. Das EU-Projekt DIACAT hat nun solche Diamant-Materialien mit Bor dotiert und an BESSY II gezeigt, wie dies die photokatalytischen Eigenschaften deutlich verbessern könnte.
- Blauer Phosphor – jetzt erstmals vermessen und kartiertDie Existenz von „Blauem“ Phosphor war bis vor kurzem reine Theorie: Nun konnte ein HZB-Team erstmals Proben aus blauem Phosphor an BESSY II untersuchen und über ihre elektronische Bandstruktur bestätigen, dass es sich dabei tatsächlich um diese exotische Phosphor-Modifikation handelt. Blauer Phosphor ist ein interessanter Kandidat für neue optoelektronische Bauelemente. Die Ergebnisse sind nun in Nano Letters publiziert.
- HZB-Forscher finden Weg, die Wirkungsgrad-Grenze für Silizium-Solarzellen zu erhöhenDer Wirkungsgrad einer Solarzelle ist eine ihrer wichtigsten Kenngrößen. Er gibt an, wieviel Prozent der eingestrahlten Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Die theoretische Grenze für Silizium-Solarzellen liegt aufgrund physikalischer Materialeigenschaften bei 29,3 Prozent. Im Fachjournal Materials Horizons beschreiben Forscher des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) zusammen mit internationalen Kollegen, wie diese Grenze aufgehoben werden kann. Der Trick: sie bauen organische Schichten in die Solarzelle ein. Diese wandeln die Energie der hochenergetischen Photonen (grünes und blaues Licht) so um, dass sich die Stromausbeute in diesem Energiebereich verdoppelt.
- Zukünftige Informationstechnologien: Wärmetransport auf der Nanoskala unter die Lupe genommenEin Forscherteam aus dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Universität Potsdam hat den Wärmetransport in einem Modellsystem aus nanometerdünnen metallischen und magnetischen Schichten untersucht. Ähnliche Systeme sind Kandidaten für künftige hocheffiziente Datenspeicher, die durch Laserpulse lokal erhitzt und neu beschrieben werden können (Heat-Assisted Magnetic Recording). Experimente mit kurzen Röntgenpulsen zeigten nun, dass sich in dem Modellsystem die Wärme hundertmal langsamer als erwartet verteilt. Die Ergebnisse sind in Nature Communications publiziert.
- Weltrekord: Schnellste 3D-Tomographien an BESSY IIEin HZB-Team hat an der EDDI-Beamline an BESSY II einen raffinierten Präzisions-Drehtisch entwickelt und mit einer besonderen, schnellen Optik kombiniert. Damit konnten sie die Porenbildung in Metall-Körnern während des Aufschäumens mit 25 Tomographien pro Sekunde dokumentieren – ein Weltrekord.
- Elektronische Prozesse während der Katalyse mit neuartigem Röntgen-Spektroskopie-Verfahren beobachtetEinem internationalen Team ist an BESSY II ein Durchbruch gelungen. Erstmals konnten sie elektronische Prozesse an einem Übergangsmetall im Detail untersuchen und aus den Messdaten zuverlässige Rückschlüsse auf deren katalytische Wirkung ziehen. Ihre Ergebnisse sind hilfreich, um gezielt katalytische Systeme, in deren Zentren Übergangmetalle stehen, für zukünftige Anwendungen zu entwickeln. Die Arbeit ist nun in Chemical Science, dem Open Access Journal der Royal Society of Chemistry, veröffentlicht.
- Shutdown BESSY II: Die Arbeiten haben begonnenAb 30. Juli 2018 wird BESSY II für mehrere Wochen abgeschaltet. Im Sommer-Shutdown stehen Austausch und Überarbeitung wichtiger Komponenten im Speicherringtunnel an. Dabei beginnen auch die ersten Umbauarbeiten für das Projekt BESSY VSR. Der Ausbau von BESSY II zu einem Variablen-Pulslängen-Speicherring (BESSY VSR) wird Forschenden weltweit einzigartige Experimentierbedingungen ermöglichen. Der Shutdown endet am 30. September 2018, der Nutzerbetrieb beginnt am 30. Oktober 2018.
- Nils Mårtensson erhält Helmholtz International Fellow AwardDie Helmholtz-Gemeinschaft hat den schwedischen Physiker Nils Mårtensson mit einem „Helmholtz International Fellow Award“ ausgezeichnet. Der Synchrotron-Experte der Universität Uppsala, der auch den Vorsitz des Nobelpreis-Komitees für Physik innehat, kooperiert eng mit dem HZB und hat das Uppsala Berlin Joint Lab mit aufgebaut.
- Dr. Raül Garcia Diez auf internationaler Synchrotronkonferenz mit Posterpreis ausgezeichnetHZB-Forscher stellt einzigartige operando-Charakterisierungsmethode vor
- Laser erzeugt Magnet – und radiert ihn wieder ausMit einem Laserstrahl in einer Legierung magnetische Strukturen zu erzeugen und anschließend wieder zu löschen – das gelang Forschern vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) in Kooperation mit dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Universität von Virginia in Charlottesville, USA. Der überraschende Effekt ist zudem reversibel. Da Laser in der Industrie weit verbreitet sind, könnten sich für die Materialbearbeitung, für optische Technologien oder die Datenspeicherung ganz neue Perspektiven eröffnen.
- Experiment an BESSY II zeigt, wie der Kompass in magnetisch empfindlichen Bakterien funktioniertBakterien sind ungeheuer vielfältig, nicht nur von Gestalt, sondern auch in ihren Eigenschaften. Magnetotaktische Bakterien können mit Hilfe von magnetischen Nanopartikeln das Erdmagnetfeld „spüren“. Nun hat eine Kooperation aus spanischen Teams und einer Gruppe am Helmholtz-Zentrum Berlin den inneren Kompass in Magnetospirillum gryphiswaldense an der Synchrotronquelle BESSY II untersucht. Die Ergebnisse können für die Entwicklung von biomedizinischen Anwendungen wie Nanorobotern und Nanosensoren nützlich sein.
- LEAPS: Europas Lichtquellen planen den Weg in die ZukunftEine einzigartige Forschungslandschaft aus beschleunigerbasierten Lichtquellen ermöglicht in Europa internationale Spitzenforschung. Diese Lichtquellen dienen als Supermikroskope oder erlauben Einblicke in extrem rasche Prozesse. Nun liegt die Strategie 2030 vor, um die Weiterentwicklung der Lichtquellen aufeinander abzustimmen. Dies sorgt für optimalen Einsatz der Ressourcen und sichert beste Forschungsbedingungen in Europa. LEAPS-Vizepräsidentin Dr. Caterina Biscari, Direktorin von ALBA, hat nun die Strategie 2030 an Jean-David Malo, Direktor Forschung und Innovation der EU-Kommission übergeben.
- HZB-Forscherin gewinnt Dissertationspreis auf der Frühjahrstagung der Deutschen-Physikalischen GesellschaftDr. Nele Thielemann-Kühn hat auf der Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) in Berlin den Dissertationspreis der AG Magnetismus erhalten. Der „INNOMAG e.V. Dissertationspreis 2018 zeichnet herausragende Forschung auf dem Gebiet des Magnetismus aus.
- Neuer Betriebsmodus erstmals im Nutzerbetrieb an BESSY II erfolgreich getestetDie erste “Twin Orbit Nutzertestwoche” im Februar 2018 war ein großer Erfolg und verdeutlicht, dass der Modus bei weiterer Entwicklung zukünftig regelmäßig im Nutzerbetrieb angeboten werden könnte. Im Twin Orbit Modus kreisen Elektronenpakete auf zwei unterschiedlichen Umlaufbahnen, ohne sich zu stören. Der Vorteil: So lassen sich ganz unterschiedliche Anforderungen der Messgäste an die Zeitstruktur der Photonenpulse gleichzeitig erfüllen. Außerdem bietet der Twin Orbit Modus eine elegante Möglichkeit, beim Upgrade auf BESSY VSR lange und kurze Lichtpulse zu trennen.
- Solarer Wasserstoff: Nanostrukturierung erhöht die Effizienz von Metall-freien Photokatalysatoren um den Faktor ElfPolymere Kohlenstoffnitride entfalten unter Sonnenlicht eine katalytische Wirkung, die sich für die Produktion von solarem Wasserstoff nutzen lässt. Allerdings ist die Effizienz dieser günstigen, metallfreien Materialien sehr gering. Durch einen einfachen Prozess ist es nun gelungen, ihre katalytische Wirkung um den Faktor elf zu erhöhen. Dies zeigte nun ein Team an der Tianjin-University in China mit einer Gruppe am Helmholtz-Zentrum Berlin. Die Arbeit wurde im Journal Energy & Environmental Science veröffentlicht.
- Dr. Raul Garcia Diez gewinnt den Dissertationspreis Adlershof für 2017Mit seinem Vortrag über die Eigenschaften von Nanopartikeln und wie sie sich an BESSY II noch genauer messen lassen, überzeugte Dr. Raul Garcia Diez die Jury und erhielt den Dissertationspreis Adlershof für 2017. Der Preis ist mit 3000 Euro dotiert, Preisstifter sind die Humboldt-Universität zu Berlin, IGAFA e. V. und die WISTA-MANAGEMENT GmbH. Garcia Diez hatte seine Promotion an der PTB und der TU Berlin abgeschlossen und forscht nun als Postdoktorand am HZB.
- Streitfrage in der Festkörperphysik nach 40 Jahren entschiedenEin internationales Team um Prof. Oliver Rader hat an BESSY II gezeigt, dass Samariumhexaborid kein topologischer Isolator ist. Durch einen Quanteneffekt wird dieses metallische Material bei sehr tiefen Temperaturen zu einem Kondo-Isolator, zeigt aber dennoch eine Restleitfähigkeit. Theoretische und erste experimentelle Arbeiten hatten zuvor darauf hingedeutet, dass dies auf einen topologischer Isolator schließen lässt. Das Team hat nun in Nature Communications eine überzeugende alternative Erklärung vorgestellt.
- Nutzerexperiment an BESSY II: Komplexe Parkettmuster, außergewöhnliche MaterialienEinfache organische Moleküle bilden komplexe Materialien durch Selbstorganisation
- Perowskit-Solarzellen: Es muss gar nicht perfekt seinUntersuchungen an BESSY II zeigen, warum selbst „löchrige“ Perowskit-Filme gut funktionieren
- 600 Besucher beim BER II und BESSY II-Nutzertreffen am HZBMehr als 600 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kamen zum 9. BER II und BESSY II-Nutzertreffen an das HZB, das vom 13. bis 15. Dezember 2017 stattfand. Der Freundeskreis des Helmholtz-Zentrums Berlin zeichnete im Rahmen des Nutzertreffens ein Team vom DESY mit dem Innovation Award aus. Dr. Nele Thielemann-Kühn erhielt den Ernst-Eckard-Koch-Preis für die beste Promotionsarbeit.
- Informationstechnologien der Zukunft: Antiferromagnetisches Dysprosium zeigt magnetisches Schalten mit weniger EnergieHZB-Wissenschaftler haben einen Mechanismus identifiziert, mit dem sich möglicherweise schnellere und energiesparendere magnetische Speicher realisieren lassen. Sie verglichen, wie unterschiedliche magnetische Ordnungen im Seltenerd-Metall Dysprosium auf einen kurzen Laserpuls reagieren. Dabei fanden sie heraus, dass sich die magnetische Ordnung sehr viel schneller und mit deutlich geringerem Energieeinsatz verändern lässt, wenn die magnetischen Momente der einzelnen Atome nicht alle in dieselbe Richtung weisen (ferromagnetisch), sondern gegeneinander verdreht sind (antiferromagnetisch). Die Studie erschien am 6.11.2017 in der Fachzeitschrift Physical Review Letters und schmückt auch die Titelseite.
- “Distinguished Award 2017 for Novel Materials and their Synthesis” für Norbert KochIm Rahmen der IUPAC NMS-XIII Konferenz in Nanjing wurde Prof. Dr. Norbert Koch der “Distinguished Award 2017 for Novel Materials and their Synthesis” verliehen. IUPAC ist das Akronym für „International Union of Pure and Applied Chemistry“. Koch erhielt die Auszeichnung für seine Forschung zu hybriden elektronischen Materialien und deren Grenzflächen in elektronischen und optoelektronischen Bauelementen. Der Physiker lehrt an der Humboldt-Universität zu Berlin und leitet eine gemeinsame Forschergruppe am Helmholtz-Zentrum Berlin.
- Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdecktPhysiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.
- Die Nutzerkoordination auf Roadtour: Werben für europäische LichtquellenSynchrotrons sind hervorragende Werkzeuge, um Materialien, Zellen oder auch Kulturgüter zu untersuchen. Doch vielen Forschenden aus Osteuropa sind diese Möglichkeiten unbekannt. Das soll sich nun dank des EU-Projektes CALIPSOplus ändern.
- Neues Röntgenspektrometer ermöglicht es, Einzelschritte der Photosynthese zu beobachtenHZB Wissenschaftler haben an BESSY II ein neuartiges Spektrometer entwickelt, das detaillierte Einblicke in Katalyse-Prozesse an Metall-Enzymen ermöglicht. In internationaler Zusammenarbeit gelang es ihnen, einzelne Prozesse im Photosystem II aufzuklären. Ihre Studie haben sie nun in der Zeitschrift Structural Dynamics veröffentlicht. Das Photosystem II gehört zur Photosynthese, die u.a. in Pflanzen und Algen stattfindet und Sonnenenergie in chemische Energie umwandelt.
- Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-SofasGraphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.
- Durchbruch bei EMIL: Erstmalig Undulator-Strahlung am CAT-ExperimentAls das EMIL-Labor (Energy-Materials In-Situ Laboratory Berlin) vor einem Jahr im Beisein von Bundesforschungsministerin, Johanna Wanka, feierlich eingeweiht wurde, war dies ein großer Meilenstein für die Energiematerial-Forschung am HZB. Seitdem wird darauf hingearbeitet, das Röntgenlicht aus BESSY II zu den EMIL-Apparaturen durchzuleiten. Bis das BESSY-Licht zur Verfügung steht, arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Röntgenlicht aus einer konventionellen Laborquelle. Nun ist es den Strahlrohrverantwortlichen gelungen, die aus dem Undulator UE48 kommende Strahlung erstmalig von der BESSY II-Experimentierhalle bis in das EMIL-Labor zum CAT-Experiment zu fädeln. Dort wurde es mit einer Fokus-Messkammer quantitativ vermessen.
- Magnetische Speicher mit Licht schalten – Neue Erkenntnisse zu grundlegenden MechanismenEin Forscherteam hat am Helmholtz-Zentrum (HZB) zum ersten Mal gezeigt, wie das Schalten von magnetischen Materialeigenschaften per Laserlicht durch Wärmeeffekte beeinflusst wird und unter welchen Bedingungen der Schaltprozess abläuft. Zugleich entdeckten die Wissenschaftler eine bislang unbekannte Abhängigkeit von der Dicke der magnetischen Schicht: ein wichtiger Hinweis für das theoretische Verständnis von optisch steuerbaren Magnet-Datenspeichern. Die Arbeit wird heute in der Fachzeitschrift Scientific Reports publiziert.
- Startschuss für gemeinsames Labor mit dem IFW DresdenDas Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden e.V (IFW) und das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) bauen ein Joint-Lab für „Funktionelle Quantenmaterialien“ auf. Unter seinem Dach arbeitet auch eine neue Nachwuchsgruppe.
- EU-Projekt CALIPSOplus gestartet: Freier Zugang zu europäischen LichtquellenDie EU fördert das von 19 europäischen Lichtquellen eingereichte Projekt CALIPSOplus mit zehn Millionen Euro. Das Projektkonsortium, zu dem auch das Helmholtz-Zentrum Berlin gehört, hat im Mai 2017 seine Arbeit aufgenommen. CALIPSOplus will den internationalen Austausch von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern und den transnationalen Zugang zu den europäischen Lichtquellen fördern. Schwerpunkte sind auch die Integration der bisher weniger aktiven Regionen in Europa sowie die Initiierung von Forschungsprojekten mit kleineren und mittleren Unternehmen.
- Neu am Campus Wannsee: CoreLab QuantenmaterialienDas Helmholtz-Zentrum Berlin erweitert sein Angebot an CoreLabs für die Forschung an Energiematerialien. Zusätzlich zu den fünf bereits etablierten CoreLabs wurde nun ein CoreLab für Quantenmaterialien eingerichtet. Ein Forscherteam vom HZB-Institut für Quantenphänomene in neuen Materialien betreut das CoreLab mit dem modernen Gerätepark. Das CoreLab steht auch Messgästen aus anderen Forschungseinrichtungen offen.
- Neues Labor für Elektrochemische Grenzflächen an BESSY IIDas Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) baut mit der Max-Planck-Gesellschaft (MPG) ein gemeinsames Labor für elektrochemische Untersuchungen an Fest-Flüssig-Grenzflächen auf. Das „Berlin Joint Lab for Electrochemical Interfaces“, kurz BElChem, nutzt Röntgenlicht von BESSY II, um Materialien für die regenerative Energiegewinnung zu analysieren.
- Dreidimensionales Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sindEine internationale Forschergruppe hat an der Infrarot-Beamline IRIS am Elektronenspeicherring BESSY II erstmals die optischen Eigenschaften von dreidimensionalem nanoporösen Graphen untersucht. Die Experimente zeigen, dass sich die plasmonischen Anregungen (Schwingungen der Ladungsdichte) in diesem neuen Material durch Porengröße und das Einbringen von Fremdatomen präzise steuern lassen. Dies könnte die Herstellung von hochempfindlichen chemischen Sensoren ermöglichen.
- Neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe zur elektrochemischen Umwandlung von Kohlenstoffdioxid gestartetDr. Matthew T. Mayer baut seit Mai 2017 eine Helmholtz-Nachwuchsgruppe am HZB auf. Er will erforschen, wie sich mithilfe von erneuerbaren Energien Kohlenstoffdioxid und Wasser elektrochemisch in wertvolle Kohlenwasserstoffe umwandeln lassen. Für seine Forschung erhält er jährlich 300.000 Euro für einen Zeitraum von fünf Jahren.
- HZB und Freie Universität Berlin gründen gemeinsame Forschergruppe „Röntgenmikroskopie“, um komplexe Vorgänge in Zellen zu untersuchenIm Mai startet die gemeinsame Forschergruppe „Röntgenmikroskopie“, in der die Teams von Prof. Dr. Gerd Schneider (Helmholtz-Zentrum Berlin) und Prof. Dr. Helge Ewers (Freie Universität Berlin) ihre Expertisen bündeln. Während Ewers‘ Gruppe ihre Erfahrung auf dem Gebiet der Lichtmikroskopie und der biologischen Grundlagenforschung einbringt, betreut die HZB-Arbeitsgruppe die Röntgenmikroskopie an der Synchrotronquelle BESSY II. Beide Methoden helfen Forscherinnen und Forschern, einen detaillierten Einblick in die Abläufe innerhalb von Zellen zu bekommen.
- The Young Investigators Workshop 2017 on Dynamic Pathways in Multidimensional Landscapes24 scientists from various countries participated in the Young Investigators Workshop 2017 on Dynamic Pathways in Multidimensional Landscapes in Grainau am Eibsee in the Bavarian Alps. This workshop which was organized by Professor Alexander Föhlisch was dedicated to study the research topics of the Helmholtz Virtual Institute 419. It included both experimental and theoretical projects on molecular and chemical dynamics, phase transitions and switching as well as fundamental light-matter interaction.
- Das HZB-Röntgenmikroskop TXM steht wieder bereitDas Röntgenmikroskop HZB-TXM ist wieder in Betrieb. Das TXM ermöglicht Aufnahmen mit deutlich besserer Qualität im Vergleich zum Vorgängermodell.
- Energieeffiziente IT: Neuer Schaltprozess in spintronischen Bauelementen beobachtetEin Forscherteam aus Berlin, Stuttgart und Mainz hat in einem ferromagnetischen Material einen neuartigen magnetischen Schaltprozess beobachtet, der sehr schnell abläuft und kaum Energieaufwand erfordert. Voraussetzung ist, dass das Material aus ringförmigen Nanostrukturen besteht. Solche Strukturen könnten ein Weg zu energiesparenden neuen Datenspeichern sein. Die Ergebnisse sind als "Highlight" in Physical Review Applied veröffentlicht.
- Protonentransfer: Forscher finden molekularen Schutzmechanismus gegen lichtinduzierte SchädigungenEin internationales Team aus Forschenden des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) sowie aus Schweden und den USA hat einen Mechanismus untersucht, der Biomoleküle wie die Erbsubstanz DNA gegen Schädigung durch Licht schützt. Sie beobachteten, wie die Energie der einfallenden Photonen im Molekül aufgenommen wird ohne wichtige Bindungen des Biomoleküls zu beschädigen. Die Experimente fanden am Freie Elektronen-Laser LCLS in Kalifornien und an der Synchrotronquelle BESSY II des HZB in Berlin statt, wo mit der Methode der resonanten inelastischen Röntgenstreuung, RIXS, ein sehr empfindliches Messverfahren bereit steht.
- 20 Teilnehmerinnen und Teilnehmer bei der Photon SchoolDas HZB lädt Studierende zur ersten Photon School ein, die vom 14. bis 24. März stattfindet. 20 Teilnehmende aus acht Ländern haben zurzeit die Gelegenheit, einen theoretischen und praktischen Einblick in die Erforschung von komplexen Energiematerialien zu bekommen und mehr über die Eigenschaften, Strukturen und dynamischen Prozesse in diesen Stoffen zu erfahren.
- Hochempfindliche Methode zum Nachweis von Ionen-Paaren in wässriger LösungWissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrum Berlin, der Freien Universität Berlin, der Universität Heidelberg und der Universität für Chemie und Technologie Prag haben einen zuvor nur theoretisch vorhergesagten, speziellen Elektronentransfer in einer wässrigen Salz-Lösung experimentell nachgewiesen. Von den Ergebnissen erhoffen sie sich eine extrem sensitive Methode zum Nachweis von Ionenpaaren in Lösungen.
- Helmholtz-Zentrum Berlin etabliert Helmholtz-Nachwuchsgruppe zur elektrochemischen Umwandlung von KohlenstoffdioxidDr. Matthew T. Mayer von der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Schweiz, wird eine Helmholtz-Nachwuchsgruppe auf dem Gebiet der Energie-Material-Forschung am HZB aufbauen. Er wird erforschen, wie sich mithilfe von erneuerbaren Energien Kohlenstoffdioxid und Wasser elektrochemisch in Kohlenwasserstoffe wie Methan oder Methanol umwandeln lassen. Für den Aufbau seiner Nachwuchsgruppe erhält Matthew Mayer 300.000 Euro pro Jahr für einen Zeitraum von fünf Jahren.
- Neuer Rekord an BESSY II: Zehn Millionen Ionen in einer Ionen-Falle erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühltMagnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt
- Forschen für die Energiewende: EMIL@BESSY II startklar für das Kopernikus Projekt „Power-to-X“Das Speichern von Überschussstrom aus Solar- und Windenergie zählt zu den großen Herausforderungen der Energiewende. Daher hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) das Kopernikus-Projekt „Power-to-X“ (P2X) aufgesetzt, um Forschungsprojekte zur Umwandlung von elektrischer Energie aus Sonne und Wind in chemische Grundstoffe, gasförmige Energieträger und Kraftstoffe voran zu bringen. An dem Forschungsvorhaben beteiligt sich auch das Helmholtz-Zentrum Berlin. Mit dem jetzt eröffneten Laborkomplex EMIL@BESSY II stehen einzigartige Synthese- und Analytiktools mit direktem Zugang zum Röntgenlicht von BESSY II zur Verfügung. Insgesamt sind 17 Forschungseinrichtungen, 26 Industrieunternehmen sowie drei zivilgesellschaftliche Organisationen eingebunden. In der ersten Entwicklungsphase fördert das BMBF das Projekt mit 30 Millionen Euro.
- Methodenentwicklung an BESSY II: Standard-Röntgenspiegel nun auch für ultraschnelle Experimente einsetzbarElektronische, magnetische und strukturelle Prozesse in Energiematerialien finden auf Zeitskalen zwischen Femtosekunden und 100 Pikosekunden statt. Um solche Prozesse zu beobachten, wird die Probe mit einem ersten Lichtpuls angeregt und dann mit einem zeitlich verzögerten Abfragepuls „abgetastet“. Dabei ist es allerdings entscheidend, dass der zeitliche Überlapp beider ultrakurzen Lichtpulse exakt bekannt ist. Nun hat ein Team vom HZB und der Universität Potsdam eine neue und überraschend simple Lösung gefunden, um auch bei Lichtpulsen mit unterschiedlichen Wellenlängen, z.B. aus dem Infrarot- und Röntgenbereich, den zeitlichen Überlapp genau zu messen: Sie setzen dafür einen Standard-Röntgenspiegel ein, der auch sonst in BESSY II verwendet wird. Der Spiegel besteht aus alternierenden Nanolagen von Molybdän und Silizium, die durch Laseranregung dynamisch ihre Dicke ändern, was sich auf die Reflektivität des Spiegels auswirkt.
- 2000 Quadratmeter großer Laborkomplex für die Erforschung neuer Energie-Materialien eröffnetBundesforschungsministerin Prof. Johanna Wanka weihte gemeinsames Labor von Helmholtz-Zentrum Berlin und Max-Planck-Gesellschaft ein
- Zukünftige Informationstechnologien: Neues Materialsystem ermöglicht lokale magnetische Monopole - Ausblick auf energieeffiziente DatenspeicherEin internationales Team hat an BESSY II einen neuen Weg gefunden, um exotische magnetische Muster wie Monopole oder Wirbel in einer dünnen magnetischen Schicht zu erzeugen. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für schnelle und energieeffiziente Datenspeicher. Das neue Materialsystem besteht aus einer supraleitenden Mikrostruktur, die mit einem extrem dünnen ferromagnetischen Film beschichtet ist. Ein kurzfristig angelegtes äußeres Magnetfeld regt Ströme in den supraleitenden Bereichen an. Durch diese Ströme werden die gewünschten magnetischen Muster stabil in die ferromagnetische Dünnschicht eingeschrieben. Die Ergebnisse sind in Advanced Science publiziert.
- Methodenentwicklung an BESSY II: Automatische Auswertung beschleunigt die Suche nach neuen WirkstoffenDie MX-Beamlines der Röntgenquelle BESSY II am HZB sind auf die hochautomatisierte Strukturanalyse von Proteinkristallen spezialisiert. Mit bereits über 2000 bestimmten Proteinstrukturen sind sie in Deutschland mit Abstand die produktivsten Beamlines dieser Art und werden von Forschung und Industrie stark nachgefragt. Nun haben Teams der Philipps-Universität Marburg und des HZB auch die Auswertung der Datensätze automatisiert: Das neu entwickelte Computerprogramm (Expertensystem) identifiziert aus den Rohdaten einer Röntgenstrukturanalyse diejenigen Molekülfragmente, die sich als Startpunkt für die Entwicklung eines Wirkstoffs eignen. An einer Serie von 364 Proben demonstrierten die Kooperationspartner, dass das Expertensystem zuverlässig arbeitet und die Suche nach einem passenden Wirkstoff beschleunigen kann. Die Arbeit ist im Journal Structure publiziert.
- VI-Konferenz "Dynamic Pathways in Multidimensional Landscapes 2016"Mitten in Berlin, gegenüber dem Pergamonmuseum, fand letzte Woche die Internationale Konferenz "Dynamic Pathways in Multidimensional Landscapes 2016" statt. Über 100 Expertinnen und Experten kamen vom 12. – 16. September 2016 im Magnus-Haus der Deutschen Physikalischen Gesellschaft zusammen.
- Handbuch zu Charakterisierungsmethoden von Dünnschicht-Solarzellen unter Mitwirkung von HZB-Forschern erschienenIm August 2016 ist die zweite, erweiterte Auflage des Fachbuchs „Advanced Characterization Techniques for Thin-Film Solar Cells“ beim renommierten WILEY-VCH Verlag erschienen. Mit-Herausgeber ist der HZB-Forscher Dr. Daniel Abou-Ras; insgesamt elf Autorinnen und Autoren aus dem HZB haben Beiträge für dieses Nachschlagewerk verfasst. Es liefert einen umfassenden Überblick über zahlreiche Charakterisierungs- und Modellierungstechniken, die für Solarzellenmaterialien und -bauelemente angewandt werden.
- Aus der Forschung der Nutzer: Wie Wasser Glas bewegtPflanzen nutzen Kapillarkräfte, um Flüssigkeit hochzuziehen. Dafür besitzen sie ein Netz aus dünnen Röhren (Kapiilaren), das auch dafür sorgt, dass sich das Material bei Flüssigkeitsaufnahme ausdehnt. Auch bei Zapfen von Nadelbäumen verhält es sich so. Ein Team am Lehrstuhl für Biogene Polymere der Technischen Universität München (TUM) am Wissenschaftszentrum Straubing (WZS) hat nun die pflanzlichen Bestandteile durch Silikatglas ersetzt. Dabei stellten sie fest, dass sich auch die Schuppen des künstlich versteinerten Zapfens bei Aufnahme von Feuchtigkeit bewegen. Untersuchungen an der Synchrotronquelle BESSY II in Berlin zeigten, dass die innere Struktur des Kiefernzapfens auch im fossilisierten Zustand bin in den Nanometerbereich erhalten bleibt. Die Arbeit legt Grundlagen für eine neue Generation von Sensoren.
- Zwei Freigeist-Fellows am HZB verflechten ihre ForschungAm HZB-Institut für Methoden der Materialentwicklung forschen zwei Freigeist-Fellows, die von der VolkswagenStiftung gefördert werden: Die theoretische Chemikerin Dr. Annika Bande modelliert schnelle Elektronen-Prozesse und Dr. Tristan Petit untersucht Nanoteilchen aus Kohlenstoff. Nun konnte Annika Bande mit einem Modulantrag bei der VolkswagenStiftung zusätzlich 150.000 Euro für eine weitere dreijährige Doktorandenstelle einwerben. Die Doktorarbeit wird beide Freigeist-Vorhaben miteinander verknüpfen.
- Aus der Forschung der Nutzer: Sanftes Entkoppeln legt Nanostrukturen freiAm Synchrotronspeicherring BESSY II des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) hat ein internationales Team einen raffinierten Weg gefunden, um organische Nanostrukturen von Metalloberflächen abzukoppeln. Die Messungen belegen: Durch Einschleusen von Jod erhält man ein Netz aus organischen Molekülen, die fast wie ein freistehendes Netz erscheinen. Dies könnte ein Weg sein, um Nanostrukturen von Metalloberflächen auf andere Oberflächen zu übertragen, die sich besser für molekulare Elektronik eignen. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift „Angewandte Chemie“ publiziert.
- Neuer Effekt beim Laserinduzierten Umschalten von Bits für höhere SpeicherdichtenEin internationales Team hat an BESSY II eine neue Möglichkeit entdeckt, wie sich die Informationsdichte in Speichermedien künftig weiter erhöhen lässt. Sie beschossen dafür das ferromagnetische Material BaFeO3 (BFO) mit kurzen Laserpulsen, welche einen kurzzeitigen Phasenübergang im Material bewirken. Das ermöglichte es, ansonsten stabile magnetische Regionen sehr lokal umzuschalten. Dies konnten sie mit ultrakurzen Röntgenpulsen an der Femtospex-Anlage nachweisen. Dieser Effekt könnte einen neuen Weg eröffnen, um Daten zu speichern. Die Ergebnisse sind nun in Phys. Rev. Letters publiziert.
- Spintronik: Effizientes Materialsystem für die wärmeunterstützte DatenspeicherungEin HZB-Team hat Dünnschichten aus Dysprosium-Kobalt über einer nanostrukturierten Membran an BESSY II untersucht. Sie zeigten, dass eine Erwärmung auf nur 80 Grad Celsius ausreicht, um die Magnetisierung von winzigen Nano-Regionen neu auszurichten. Dies ist weit weniger als bislang für die wärmeunterstützte magnetische Datenspeicherung (Heat Assisted Magnetic Recording) nötig war. Ziel dieser Forschung sind schnelle und energieeffiziente Datenspeicher, die mehr Informationen auf kleinster Fläche speichern. Die Ergebnisse sind in dem neuen Fachjournal Physical Review Applied veröffentlicht.
- Chemie von Eisen in wässriger Lösung entschlüsseltEin HZB-Team hat an der Synchrotronquelle BESSY II zwei unterschiedliche Methoden kombiniert, um mehr Informationen zur Chemie von Übergangsmetallverbindungen in Lösung zu gewinnen. Solche Verbindungen können als Katalysatoren in Energiematerialien gewünschte Reaktionen befördern, sind aber bislang noch nicht vollständig verstanden. Sie zeigten an einem einfachen Modellsystem aus Eisen in Wasser, wie sich aus dem systematischen Vergleich sämtlicher elektronischer Wechselwirkungsprozesse ein detailliertes Bild der elektronischen Zustände ermitteln lässt. Die Ergebnisse sind im Open Access Journal von Nature, den Scientific Reports, publiziert.
- Spintronik für künftige energieeffiziente Informationstechnologien: Spin-Ströme in Topologischen Isolatoren kontrolliertEin internationales Team um den HZB-Forscher Jaime Sánchez-Barriga hat gezeigt, wie sich in Proben aus einem Topologischen Isolator-Material spinpolarisierte Ströme gezielt in Gang setzen lassen. Zudem konnten sie die Ausrichtung der Spins in diesen Strömen kontrollieren. Damit demonstrierten sie, dass sich diese Materialklasse dafür eignet, mithilfe von Spins Daten zu verarbeiten. Die Arbeit ist in der renommierten Zeitschrift Physical Review B erschienen und wurde als "Editor's Suggestion" ausgezeichnet.
- Helmholtz Virtual Institute International Conference "Dynamic Pathways in Multidimensional Landscapes" 2016We invite you to join the International Conference "Dynamic Pathways in Multidimensional Landscapes" which will take place in the heart of Berlin at the Magnus-Haus of the German Physical Society from September, 12th -16th, 2016. Now, the Online registration is open.
- Energie-Materialien: Dr. Catherine Dubourdieu baut Institut "Funktionale Oxide für die energieeffiziente Informationstechnologie" aufDas Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) stärkt seine Energie-Material-Forschung und baut ein neues Institut auf. Dank der Helmholtz-Rekrutierungsinitiative konnte das HZB die renommierte Forscherin Catherine Dubourdieu als Institutsleiterin gewinnen. In dem neu gegründeten Institut „Funktionale Oxide für die energieeffiziente Informationstechnologie" erforscht sie Dünnschichten aus Metalloxiden, die besonders interessante Kandidaten für die Informationstechnologie der Zukunft sind. Frau Dubourdieu wechselte vom Institut „Nanotechnologies de Lyon“ des CNRS und arbeitet seit dem 11. April 2016 am HZB.
- Energiespeichermaterialien unter DruckÜberraschendes Ergebnis an BESSY II: Hoher Druck kann Gasaufnahmekapazität von MOFs zunächst verringern
- Die Vermessung der Chemie: Lokaler Fingerabdruck von Wasserstoffbrücken-Bindungen experimentell erfasstEin Team aus dem Helmholtz-Zentrum Berlin konnte nun erstmals messen, wie neue Verbindungen zwischen Molekülen diese beeinflussen: Sie haben aus Messdaten an der Swiss Lightsource des Paul-Scherrer-Instituts die „Energielandschaft“ von Azeton-Molekülen rekonstruiert und so experimentell den Aufbau von Wasserstoffbrücken zwischen Azeton- und Chloroform-Molekülen nachgewiesen. Die Ergebnisse sind in Nature Scientific Reports veröffentlicht und helfen, grundlegende Phänomene der Chemie zu verstehen.
- Topologische Isolatoren: Magnetismus spielt keine Rolle beim Zusammenbruch der LeitfähigkeitWerden Topologische Isolatoren mit magnetischen Fremdatomen dotiert, dann verliert ihre Oberfläche ihre Leitfähigkeit. Doch anders als bisher angenommen, spielt dabei der Magnetismus, der Fremdatome keine Rolle. Dies zeigten Experimente an der Synchrotronquelle BESSY II des HZB, die nun in Nature Communications veröffentlicht sind. Das Verständnis dieser Effekte ist eine wichtige Voraussetzung, um Topologische Isolatoren in der Informationstechnologie anwenden zu können.
- Sandwiches aus Metalloxiden: Wie sich Eigenschaften der Grenzflächen manipulieren lassenEine französisch-deutsche Kooperation hat ein Schichtsystem aus Übergangsmetalloxiden an BESSY II untersucht. Dabei entdeckten die Wissenschaftler eine neue Möglichkeit, um Eigenschaften der Grenzfläche gezielt zu verändern, zum Beispiel den Ladungstransfer oder die magnetischen Eigenschaften. Möglicherweise könnte man damit sogar neue Formen der Hochtemperatur-Supraleitung erzeugen.
- Elektronenbahnen in komplexen Magnetfeldern jetzt schneller berechenbarUm künftig noch leistungsstärkere Synchrotronquellen zu konzipieren, ist es wichtig, die Elektronenbahnen in komplexen Magnetstrukturen mit hoher Präzision zu simulieren. Dies erfordert jedoch sehr lange Rechenzeiten. Nun hat ein Team am HZB die Elektronenbahnen mit einem neuen Algorithmus simuliert und damit die erforderliche Rechenzeit verkürzen können. Dies beschreiben sie in Physical Review Special Topics Accelerator & Beams.
- Rowan MacQueen erforscht optische Energiewandler für die Brennstofferzeugung: Förderung durch das Helmholtz-PostdoktorandenprogrammDr. Rowan W. MacQueen wird im Mai 2016 an das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) kommen und erhält eine Förderung durch das Helmholtz-Postdoktorandenprogramm. Er will die optoelektronischen Eigenschaften an den Grenzflächen von dünnen organischen Schichten zu Oxiden untersuchen. Sie sind relevant, um optische Energiewandler für die Brennstofferzeugung zu entwickeln. Das „Helmholtz-Postdoktorandenprogramm“ fördert den Australier jährlich mit 100.000 Euro für einen Zeitraum von bis zu drei Jahren.
- Gemeinsame Plattform für die Makromolekulare Kristallographie an europäischen SynchrotronenUm Biostrukturen und damit die Baupläne des Lebens zu entschlüsseln, nutzen Forscher das hochintensive Röntgenlicht von Synchrotronstrahlungsquellen. Seit 2012 gibt es eine Kooperationsvereinbarung, um an mehreren europäischen Quellen gemeinsame Software-Standards zu etablieren. Das Ziel: Die acht beteiligten Synchrotrone wollen an den 30 Experimentierplätzen für die Makromolekulare Kristallographie nutzerfreundliche, standardisierte Bedingungen schaffen, die das Arbeiten für die Forschergruppen erleichtern. Im neuen Projekt „MXCuBE3“ wird die vorhandene Software-Plattform an neuste technologische Entwicklungen angepasst.
- Mikro- und Makroskopische Veränderungen im Innern von Materialien filmen:Die EDDI-Beamline an BESSY II leistet nun noch deutlich mehr: Seit Kurzem ist es möglich, auch hochaufgelöste dreidimensionale Bilder des mikroskopischen Aufbaus zu erhalten, und zwar mit einer Geschwindigkeit von bis zu vier Bildern pro Sekunde. Zeitgleich kann wie zuvor Röntgenbeugung (Energie-dispersive Diffraktion) durchgeführt werden, die Rückschlüsse auf die kristalline Struktur des Materials zulässt.
- rbb-Inforadio: Andreas Jankowiak im Gespräch über bERLinProDie Baustelle für bERLinPro fällt auf. Sie ist auch dem Wissenschaftsredakteur des rbb-Inforadio, Thomas Prinzler, nicht entgangen. Und so kam es zu einem kurzweiligen Gespräch, in dem Andreas Jankowiak die Herausforderungen des Projekts erläutert. Hohe Ströme, hohe Emitanzen - viel Physik. Aber auch die Anforderungen an die Gebäudeplanung kamen zur Sprache. Und die Synergie zu BESSY-VSR. Nachzuhören im Inforadio-Gespräch vom 8. November.
- BESSY II mit zweiter SpurDer Berliner Elektronenspeicherring BESSY II lässt sich auch zweispurig betreiben, zeigte das Beschleuniger-Team am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB): Durch raffinierte Einstellungen an den Magnetoptiken können die Physiker eine zweite Spur erzeugen, auf der zusätzliche Elektronenpakete zirkulieren und Lichtblitze an die Experimentierstationen abgeben. Die Nutzergemeinschaft könnte so in Zukunft nach Bedarf entweder Lichtblitze der einen oder der anderen Spur für ihr Experiment auswählen. Der neu entwickelte Modus konnte bereits stabil eingestellt werden und erste Tests an Experimentierstationen zeigen vielversprechende Resultate. Damit hat das HZB weltweit Neuland betreten und zugleich einen weiteren Meilenstein in Richtung des Zukunftsprojektes BESSY-VSR erreicht.
- Posterpreis für Markus KubinAuf der International Conference on X-Ray Absorption Fine Structure hat Markus Kubin bei der Postersession mit mehr als 300 Postern einen von fünf Posterpreisen erhalten.
- Science-Video Wettbewerb: Der vom HZB eingereichte Beitrag aus dem Happy Undulator ist einer der Finalisten.Jetzt gilt‘s: bitte teilen, kommentieren und voten. Der von Wissenschaft im Dialog durchgeführte Video-Wettbewerb „Fast Forward Science 2015“ geht in die heiße Phase. 109 Videos sind bis zum Stichtag 31. Juli eingereicht worden, von denen eine Jury nun 17 Beiträge fürs Online-Voting ausgewählt hat, darunter der vom HZB eingereichte Beitrag „Bessy II: What can I do for you?“. Gefragt waren in dem Wettbewerb Wissenschaftsvideos, die zugleich unterhalten, wissenschaftlich fundiert und verständlich sind.
- Katalyseforschung verstärkt: Helmholtz-Zentrum Berlin ist am neu bewilligten Einstein-Zentrum für Katalyse beteiligtDie Einstein-Stiftung fördert ab 2016 ein neues Einstein-Zentrum für Katalyse (EC²), an dem sich die Technische Universität Berlin (TU Berlin) und mehrere außeruniversitäre Einrichtungen aus Berlin beteiligen. Aus dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) wirkt Prof. Dr. Emad Aziz, Leiter des HZB-Instituts für Methoden der Materialforschung, am Aufbau der Einrichtung mit. Sein Team bringt insbesondere Expertise in der Analytik ultraschneller Prozesse bei katalytischen Reaktionen ein.
- Ultradünne Wasserfilme zum Fließen gebracht - Ein Flachstrahl für RöntgenspektroskopieTeams des Max-Born-Instituts für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI), des HZB und des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPIDS) haben ein neuartiges Flachstrahlsystem für Transmissionsmessungen flüssiger Proben im weichen Röntgenbereich entwickelt. Dies bedeutet einen wichtigen Fortschritt für die Spektroskopie flüssiger Proben mit weicher Röntgenstrahlung und ebnet den Weg für neuartige stationäre und zeitaufgelöste Experimente.
- Gemeinsames Treffen der Strukturbiologen in Berlin: der 6. Joint-MX-Day am 23. September 2015 am HZBDie Hauptstadt hat sich in den letzten Jahren zu einem Hotspot der Strukturbiologie in Deutschland entwickelt. Entscheidend dazu beigetragen hat das hohe Maß an Kooperation zwischen außeruniversitären Forschungseinrichtungen und Universitäten. Aber auch Wissenschaft und Industrie arbeiten in der Strukturbiologie sehr eng zusammen. Am 23. September 2015 findet der 6. Joint-MX-Day statt, bei dem sich Forscher über neue Methoden, Ansätze und Erkenntnisse in der Strukturbiologie austauschen werden.
- Rohbauarbeiten für Beschleunigerhalle am HZB beginnen: Spatenstich für eine Testanlage eines Linearbeschleuniger mit Energierückgewinnung (ERL)Unmittelbar vor dem Beginn der Rohbauarbeiten wurde am 10. September 2015 der Spatenstich für die neue Beschleunigerhalle von bERLinPro gefeiert, in der eine kompakte Testanlage für einen Linearbeschleuniger mit Energierückgewinnung aufgebaut wird. Zirka 200 geladene Gäste verfolgten diesen Meilenschritt auf dem Weg zur Realisierung eines technologisch einzigartigen Projekts.
- Milch, Wirkstoff-Taxis und andere kolloide Materialsysteme analysieren: SAS 2015 tagt in BerlinVom 13. - 18. September treffen sich über 400 Expertinnen und Experten zur 16. Internationalen Konferenz zur Kleinwinkelstreuung (16. International Conference on Small Angle Scattering, SAS 2015) in Berlin. Mit Kleinwinkelstreuung lassen sich biologische und anorganische Materialsysteme auf Nanometerskala untersuchen und dynamische Prozesse beobachten.
- BESSY II bietet neues FüllmusterSeit Juli 2015 stellt BESSY II ein neues Standardfüllmuster bereit. Es eröffnet den Nutzerteams neue Möglichkeiten für zeitaufgelöste Experimente, ohne Einschränkung des bisher bewährten Angebots. Mittelfristig bereitet das neue Füllmuster das Zukunftsprojekt BESSY-VSR vor, mit dem variable Pulslängen hoher Intensität erreicht werden sollen.
- Spins in Graphen: ausgerichtet wie die Stachelns eines IgelsHZB-Team weist fundamentale Eigenschaft des Elektronenspins in Graphen nach
- Freigeist-Fellowship für Tristan PetitFür sein Projekt zu Nanodiamantmaterialien und Nanokohlenstoffen hat Dr. Tristan Petit eine Freigeist-Fellowship bei der VolkswagenSiftung erhalten. Die Förderung ist auf fünf Jahre ausgelegt und ermöglicht ihm den Aufbau eines eigenen Teams. Die VolkswagenStiftung fördert mit den Freigeist-Fellowships exzellente Postdocs mit originellen Forschungsvorhaben, die über die Grenzen ihres eigenen Fachs hinausblicken.
- Gerd Schneider erhält Professur für Röntgenmikroskopie an der Humboldt-Universität zu BerlinGerd Schneider (HZB) hat den Ruf auf eine W2-S-Professur "Röntgenmikroskopie" am Institut für Physik der Humboldt-Universität zu Berlin am 29. April 2015 angenommen. Die Professur ist verbunden mit der Leitung der Arbeitsgruppe „Röntgenmikroskopie“ am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie. Mit seinem Team entwickelt der international anerkannte Experte neue Methoden und Anwendungen für die Röntgenmikroskopie, die entscheidende Beiträge für viele wissenschaftlichen Disziplinen – von der Material- und Energieforschung bis hin zu den Lebenswissenschaften – liefert.
- Neues Verfahren ermöglicht 3D-Auslesung von magnetischen MusternEine internationale Kooperation hat es geschafft, mit Synchrotronlicht komplexe Magnetisierungsmuster in gewickelten magnetischen Schichten dreidimensional auszulesen. Dieses Verfahren könnte interessant sein, um hochempfindliche Sensoren für Magnetfelder zu entwickeln, beispielsweise für die medizinische Diagnostik. Die Ergebnisse sind in Nature Communications publiziert.
- Von angeregten Atomen zur Funktionalität – ERC Advanced Grant für Alexander FöhlischIm EU-Forschungs- und Innovationsprogramm „Horizon 2020“ hat Alexander Föhlisch einen ERC Advanced Grant eingeworben. Der renommierte Physiker ist Professor am Institut für Physik und Astronomie der Universität Potsdam und leitet am Helmholtz-Zentrum Berlin das Institut für Methoden und Instrumentierung der Forschung mit Synchrotronstrahlung. Mit dem ERC Advanced Grant erhält er für seine Arbeit an hochselektiven Nachweisverfahren mit Synchrotronlicht und Röntgenlasern insgesamt 2,5 Millionen Euro für fünf Jahre.
- Grüne Lösungen mit Diamant-MaterialienMit 3,9 Millionen Euro fördert das Europäische Forschungsprogramm Horizont 2020 ein internationales Projekt, das die Eignung von (Nano-)Diamant-Materialien als Katalysatoren untersucht: mit Hilfe von Sonnenlicht könnten solche Materialien Kohlendioxid in Brennstoffe umwandeln und damit Solarenergie chemisch speichern.
- “Teufelstreppe” in einem Spin-Ventil-SystemEin Japanisch-Deutsches Team entdeckt in einem komplexen Kobaltoxid-Einkristall an BESSY II, wie sich die Spins stufenweise zu einer ungewöhnlichen Anordnung formieren. Dies könnte neue spintronische Bauelemente ermöglichen.
- BESSY II - What can I do for you?Um genau diese Frage geht es im aktuellen Film des HZB, den wir jetzt veröffentlicht haben. Unterhaltsam sollte er sein und nicht die x-te Abfolge von Bildern aus einem Speicherring. Also kein klassischer Imagefilm. Herausgekommen ist eine Puppenspiel-Animation, in der wir unsere Botschaft eher subtil vermitteln: das Berliner Synchrotron verfügt über tolle Instrumente und Experimentiermöglichkeiten und was immer die Nutzer möchten, bei BESSY II bekommen sie es.
- Realitätsgetreues Modell einer Batterieelektrode am RechnerEin Forschungsteam hat einen neuen Ansatz entwickelt, um Batterie-Elektroden am Computer noch realistischer zu modellieren. Sie kombinierten dafür Synchrotron-Tomographie-Aufnahmen, die die dreidimensionale Struktur mikrometergenau abbilden, mit Elektronenmikroskopie-Aufnahmen, die in einem kleinen Ausschnitt sogar Nanostrukturen auflösen. Mit einem mathematischen Modell konnten sie diese Nanostrukturen auf Bereiche außerhalb des Ausschnitts übertragen. Dadurch lassen sich Eigenschaften und Prozesse in Batterie-Elektroden nun höchst realistisch simulieren.
- Posterpreis für MatSEC-Doktoranden auf dem MRS-FrühjahrstreffenAuf der Tagung der Materials Research Society (MRS) in San Francisco ist der Posterbeitrag von Kai Neldner aus der HZB-Abteilung Kristallographie (EM-AKR) mit einem Preis des Symposiums B "Thin-Film Compound Semiconductor Photovoltaics" ausgezeichnet worden. Kai Neldner, der als Doktorand der HZB-Graduiertenschule "Materials for Solar Energy Conversion " (MatSEC) am HZB forscht, stellte dort Ergebnisse zu den strukturellen Eigenschaften von Kesteriten (Cu2ZnSnS4 - CZTS) im Verhältnis zu Abweichungen von deren Stöchiometrie vor.
- Spintronik: Mit Spannung zwischen „0“ und „1“ umschaltenIn einer Struktur aus zwei verschiedenen ferroischen Schichten hat ein Team aus Paris und dem HZB es geschafft, mit Hilfe einer Spannung magnetische Domänen an und auszuschalten. Dies gelang jetzt schon nahe der Raumtemperatur. Ihre Arbeit ist für zukünftige Anwendungen in der Spintronik interessant, zum Beispiel um Daten mit weniger Energieaufwand schnell und effizient zu speichern. Die Ergebnisse sind nun in Scientific Reports veröffentlicht.
- Rad mit dreifacher Schallgeschwindigkeit zur Pulsauswahl an BESSY IIUm gezielt einen von 400 Röntgenblitzen an BESSY II herauszupicken, haben Teams aus dem Forschungszentrum Jülich, dem MPI für Mikrostrukturphysik Halle und dem HZB einen extrem rasch rotierenden MHz-Lichtchopper entwickelt – ein Kernstück des neuen gemeinsamen Labors Uppsala-Berlin zur Extraktion des Hybrid-Pulses aus der 200-Nanosekunden-Lücke im Füllmuster - und an einem BESSY II Strahlrohr eingebaut. „Das vielleicht schnellste Rad der Welt“ besitzt am Rand winzige Schlitze von nur 70 Mikrometern Breite, die sich mit dreifacher Schallgeschwindigkeit im Vakuum reibungsfrei gegen den Röntgenstrahl bewegen. Damit steht den Nutzerinnen und Nutzern nun auch im Normalbetrieb ein Single-Bunch-Modus zur Verfügung.
- HZB wirbt EU-Fördermittel für Solarzellenforschung einMarcus Bär und sein Team sind an zwei internationalen Projekten beteiligt, die durch das EU-Forschungsrahmenprogramm „Horizon 2020“ gefördert werden. Beide Forschungsvorhaben befassen sich mit der Entwicklung und Optimierung von hocheffizienten Dünnschichtsolarzellen auf der Basis von Chalkopyriten („Sharc25“) bzw. Kesteriten („SWInG“). Für das HZB bringen sie zusammen rund 0,9 Mio. Euro zusätzliche Forschungsmittel für die Solarzellenforschung ein.
- Nutzerbetrieb bei BESSY II läuft wieder anBESSY II steht seit dem 21. April wieder für die Nutzerinnen und Nutzer zur Verfügung. Für Umbauarbeiten und Modernisierungen ist die Synchrotronquelle planmäßig vom 9. Februar bis Ende März heruntergefahren worden. Seit Anfang April ist der Beschleuniger wieder in Betrieb, dabei wird zurzeit noch das Vakuum mit Hilfe des Elektronenstrahls „gewaschen“, um die Lebensdauer der Elektronen im Speicherring zu erhöhen und damit die Betriebsqualität zu optimieren. Zeitgleich arbeiteten die Teams an Kalibrierungen und Charakterisierungen ihrer Instrumente.
- BESSY II stellt auf Halbleiter-Hochfrequenzsender umBESSY II besitzt vier Kavitäten, die mit einem elektromagnetischen Wechselfeld hoher Leistung angeregt werden, um die Energieverluste des Elektronenstrahls auszugleichen. Bislang sorgten so genannte Klystron-Röhrensender für die Anregung der Kavitäten mit möglichst sauberen 500 Megahertz. Doch inzwischen gibt es kaum noch Ersatzteile für solche Röhrensender. Ein HZB-Team hat daher den Shutdown genutzt, um zwei Klystron-Röhrensender durch moderne Halbleiter-Sender auszutauschen. Die restlichen Klystron-Röhrensender sollen bis Ende des Jahres ausgetauscht werden.
- Femto-Schnappschüsse von der ReaktionskinetikBindungsverhalten von Eisenpentacarbonyl entschlüsselt. Anwendung als Katalysator für die Speicherung von Sonnenenergie.
- Susan Schorr zur Vorsitzenden der DGK gewähltProf. Dr. Susan Schorr ist auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kristallographie (DGK) zur Vorsitzenden gewählt worden. Die Tagung fand vom 16. bis 19. März 2015 in Göttingen statt. Zuvor hatte Susan Schorr den Vorsitz des Nationalkomitees der DGK inne.
- Baubeginn für Beschleunigerhalle bERLinPro am Helmholtz-Zentrum BerlinAm HZB- Standort Adlershof entsteht ein neuer Linearbeschleuniger mit Energierückgewinnung
- Dehnen und Lockern! – Verlust eines Elektrons schaltet Magnetismus in Chromdimer anEin internationales Forschungsteam aus Berlin, Freiburg und Fukuoka, Japan, hat erstmals einen direkten experimentellen Einblick in das geheime Quantenleben des Chromdimers gewonnen: Das Molekül aus zwei Chrom-Atomen besitzt zwölf Valenzelektronen, die eine enge Sechsfachbindung zwischen den beiden Atomen gewährleisten. Die Abspaltung von nur einem einzigen Elektron verändert diese Situation dramatisch: Zehn Elektronen lokalisieren sich und richten ihre Spins parallel aus, so dass das Chromdimer-Kation ferromagnetisch wird. Für die molekulare Bindung sorgt dann nur noch ein einziges Elektron. Die Forscher nutzten ein einzigartiges Instrument, die Nanocluster Trap an BESSY II am Helmholtz-Zentrum Berlin, und haben ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Angewandte Chemie veröffentlicht.
- Einblick ins Innere magnetischer SchichtenMessungen an BESSY II zeigen, wie sich in magnetischen Sandwiches „Spin-Filter“ bilden, die den Tunnelmagnetwiderstand beeinflussen – Ergebnisse können beim Design spintronischer Bauelemente helfen
- Erstmals mit Details: Wie giftiges Kohlenmonoxid am Katalysator zu Kohlendioxid verbrenntEin internationales Forschungsteam hat erstmals die flüchtigen Zwischenstufen beobachtet, die sich bilden, wenn Kohlenmonoxid auf einer heißen Ruthenium-Oberfläche, einem einfachen Katalysator, oxidiert. Sie nutzten dafür ultrakurze Röntgenblitze und Laserpulse am SLAC National Accelerator Laboratory, Menlo Park, Kalifornien. Dabei erhitzte ein Laserblitz zunächst die Ruthenium-Oberfläche und aktivierte so die absorbierten Kohlenmonoxid-Moleküle und Sauerstoff-Atome. Über Röntgenabsorptionsspektroskopie konnte das Team dann ermitteln, wie sich die elektronische Struktur der Sauerstoffatome veränderte, während sie mit Kohlenstoff-Atomen Bindungen anbahnten. Die beobachteten Übergangszustände stimmen mit quantenchemischen Berechnungen gut überein.
- Workshop: BESSY II - Von Pico- zu Femto – time resolved studies at BESSY II180 Teilnehmer diskutieren über zeitaufgelöstes Messen mit Röntgenlicht
- „Löcher“ im Valenzband von Nanodiamanten entdecktEigenschaften könnten sich gezielt verändern lassen, um Nanodiamanten als Katalysatoren für die Wasserstofferzeugung mit Sonnenlicht zu nutzen, hoffen die Forscher.
- Nachricht aus dem HimmelGeologen der Universität Cambridge um Dr. Richard Harrison haben an BESSY II bislang verborgene magnetische Signale in Meteoriten entdeckt. Sie legen Zeugnis ab von Magnetfeldern im Gestein während der frühen Phase des Sonnensystems und ermöglichen vielleicht eine Voraussage zum Schicksal des Erdmagnetfeldes in ferner Zukunft. Das Team um Dr. Richard Harrison hat in Meteoriten winzige Partikel identifiziert, die sich während der frühen Phase des Sonnensystems magnetisch ausgerichtet haben.
- HZB-Team tanzt BESSY-VSRDie Idee kam von Paul Goslawski aus dem Team um Godehard Wüstefeld: Warum nicht einmal ganz anschaulich erklären, worum es bei dem Zukunftsprojekt BESSY-VSR genau geht? Mit neuartigen Einbauten im Speicherring BESSY II, sogenannten Kavitäten sollen einige der gespeicherten Elektronenpakete stark komprimiert werden. Damit gelingt es, neben langen Lichtpulsen auch brillante kurze Lichtpulse zu erzeugen. Variabel in einem Speicherring. Die Nutzer können dann wählen, welche Art von Lichtpuls sie für ihr Experiment gerade benötigen. Doch bis es soweit ist, muss das Team noch knifflige Probleme lösen.
- VEKMAG-Messplatz an BESSY IIGemeinsam mit dem HZB haben Teams von der Universität Regensburg, der Freien Universität Berlin sowie der Ruhr-Universität Bochum bei BESSY II einen einzigartigen, neuen Messplatz aufgebaut: ein Vektormagnet aus drei senkrechten Helmholtz-Spulen ermöglicht es, lokal an der Probenposition beliebig orientierte Magnetfelder einzustellen. 2015 sollen erste Messungen an magnetischen Materialien, Spinsystemen und nanostrukturierten Proben durchgeführt werden.
- Batman zeigt den Weg zu kompakter DatenspeicherungForschenden am Paul Scherrer Institut PSI ist es gelungen, winzige magnetische Strukturen mit Laserlicht umzuschalten und die Veränderung zeitlich zu verfolgen. Dabei blinkte kurz ein nanometergrosser Bereich auf, der skurrilerweise an das Fledermaus-Symbol von Batman erinnert. Die Forschungsergebnisse könnten die Datenspeicherung auf Festplatten kompakter, schneller und effizienter machen.
- Elektronenspin-Flips unter neuem LichtWissenschaftler im Berlin Joint EPR Lab am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der University of Washington (UW) haben eine neue theoretische Beschreibung ausgearbeitet, die es erlaubt, Übergangswahrscheinlichkeiten zwischen Spin-Zuständen in „Elektronen Paramagnetische Resonanz“ (EPR)-Experimenten mit beliebiger Orientierung und Polarisation der anregenden Strahlung zu berechnen. Die Physiker haben den neuen Ansatz bereits mit einem Terahertz-EPR-Experiment an der Synchrotronquelle BESSY II getestet und veröffentlichen ihre Arbeit am 6. Januar 2015 im renommierten Fachjournal Physical Review Letters (DOI 10.1103/PhysRevLett.114.010801).
- Neues Puzzleteil zum Verständnis von HochtemperatursupraleiternEin internationales Forscherteam hat Ladungsdichtemuster in einem besonders reinen Hoch-Tc-Supraleiter identifiziert und damit gezeigt, dass dieses Phänomen eine allgemeine Eigenschaft in Hoch-Tc-Materialien ist. Zusätzlich konnten sie eine Beziehung zwischen Quantenoszillationen unter Magnetfeldern mit der räumlichen Verteilung der Ladungsmuster herstellen.
- D-Lecture: A Light and a BeamDr. Alexander Zholents from Argonne National Laboratory will present on 18th December 2014 his thoughts on "A Light and a Beam: a Theme with Variations". The presentation will be given at the lecture hall of the Wilhem-Conrad-Röntgen-Campus of HZB at 2 pm. After the presentation, we invite you to “Glühwein” and informal discussion.
- Lebhafter Austausch beim NutzertreffenVom 3. bis 5. Dezember haben sich über 500 Nutzerinnen und Nutzer der beiden HZB-Großgeräte BER II und BESSY II getroffen, um sich über den Stand der technischen Möglichkeiten zu informieren und über wissenschaftliche Fragen auszutauschen.
- Neue in situ Zelle für Untersuchungen an festen und flüssigen Proben und deren Grenzflächen unter elektrischer SpannungEin Team um Dr. Kathrin Aziz-Lange hat eine neue in situ Zelle für Röntgenspektroskopie an flüssigen Proben und deren Grenzflächen zu Festkörpern entwickelt. Das Besondere ist, dass in der Zelle Elektroden sitzen, die die Probe zwischen oder während den Messungen unter Spannung setzen können. Die dadurch ausgelösten Veränderungen in der elektronischen Struktur der Probe können dann in Echtzeit mithilfe von Röntgenabsorptions- und Röntgenemissionsspektroskopie beobachtet werden.
- Wurzelkanalbehandlung im BESSY II-TestZwei Forscher untersuchten, ob das Ausfeilen der Zahnwurzel zu feinen Frakturen führen kann. Ihr Ergebnis: Mikrorisse, die sich nach dem Ausfeilen feststellen lassen, waren auch davor schon sichtbar.
- „Multispektral - Brille“ für das RasterelektronenmikroskopReflektionszonenplatten aus dem HZB ermöglichen den präzisen Nachweis von leichten Elementen in Materialproben unter dem Rasterelektronenmikroskop, indem sie hohe Auflösung im Energiebereich von 50 – 1120 eV bieten.
- Deutsche Gesellschaft für Materialkunde zeichnet Publikation mit HZB-Beteiligung aus.
Die Deutsche Gesellschaft für Materialkunde (DGM) hat auf ihrer Jahrestagung am 22. September 2014 den Werner-Köster-Preis für die beste Publikation in der Zeitschrift „International Journal of Materials Research“ vergeben. Zu den Autoren gehört auch der HZB-Wissenschaftler Dr. Michael Tovar. Die Arbeit untersucht die katalytische Wirkung von Vanadiumpentoxid bei der Synthese von Propen aus Propan mit spektroskopischen, mikroskopischen und röntgenografischen Methoden.
- Deutsche Tagung für Forschung mit Synchrotronstrahlung, Neutronen und Ionenstrahlen an Großgeräten in BonnDas HZB ist mit eigenem Stand, Vortrag und Postern präsent auf der Deutschen Tagung für Forschung mit Synchrotronstrahlung, Neutronen und Ionenstrahlen an Großgeräten (SNI). Die dreitägige Veranstaltung findet vom 21. bis 23.09. im ehemaligen Plenarsaal der Bundesregierung im heutigen World Conference Centers in Bonn statt.
- Topologische Isolatoren: Hochkarätiges Forschertreffen in BerlinVom 7. bis 10. Juli haben sich in Berlin 150 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler getroffen, um ihre neuesten Erkenntnisse auf dem Gebiet der topologischen Isolatoren auszutauschen.
- Proteine: Neue Materialklasse entdecktDeutsch-chinesisches Forscherteam führt zentrale Untersuchungen zu „Protein Crystalline Frameworks“ an BESSY II des HZB durch
- Nanoteilchen aus Gold gruppieren sich selbständigEine erstaunliche Beobachtung haben Forscher des HZB und der Humboldt-Universität zu Berlin gemacht: Sie untersuchten die Bildung von Gold-Nanoteilchen in einem Lösungsmittel und stellten fest, dass sich die Nanoteilchen nicht gleichmäßig verteilten, sondern von selbst zu kleinen Clustern gruppierten.
- DFG-Präsident besucht BESSY IIAm 18. Juli besuchte Prof. Dr. Peter Strohschneider den Berliner Elektronenspeicherrng BESSY II am HZB und informierte sich über die Bedeutung der Synchrotronstrahlung für die Material- und Energieforschung. Außerdem konnte er das PVcomB besichtigen.
- BMBF-Staatsekretär Stefan Müller bei BESSY II zu GastSeit Dezember 2013 ist Stefan Müller Parlamentarischer Staatssekretär bei der Bundesministerin für Bildung und Forschung Prof. Dr. Johanna Wanka. Nun informierte sich Stefan Müller über die Forschung am BESSY II. Der Besuch fand am Mittwoch, den 16. Juli 2014 statt.
- Künstliches Mottenauge als LichtfängerForscher der EMPA bei Zürich und der Universität Basel haben an BESSY II eine photoelektrochemische Zelle untersucht, deren Oberfläche ähnlich wie ein Mottenauge strukturiert ist. So fängt sie deutlich mehr Licht ein, was Ausbeute an gewonnenem Wasserstoff erhöht. Für die Strukturierung verwendeten sie preiswerte Materialien wie Wolframoxid und Rost.
- Schärfer sehen mit RöntgenlichtHZB Team entwickelt dreidimensionale Röntgenoptiken für Volumenbeugung
- 1200 Beschleunigerphysiker aus aller Welt treffen sich in DresdenZum ersten Mal findet die weltgrößte Beschleunigerkonferenz in Deutschland statt, zu der vom 15. bis 20. Juni etwa 1200 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der sächsischen Landeshauptstadt Dresden erwartet werden. Auf der 5. Internationalen Konferenz IPAC tauschen sich die Experten über Fortschritte aus, die sie bei der Weiterentwicklung von Beschleunigern und deren Komponenten erzielt haben.
- Einzelne Pulse aus Synchrotronlicht herauspickenHZB-Physiker haben ein neues Verfahren entwickelt, um einzelne Röntgenpulse gezielt aus den Strahlenbündeln von Synchrotronlichtquellen herauszupicken. Dies ist nützlich, um die elektronischen Eigenschaften von Quantenmaterialien und Supraleitern noch besser zu verstehen und bereitet den Weg für Speicherringe mit variablen Pulslängen.
- Eine neue Klasse von Halbleitern für effiziente nano-optische BauteileWie die Infoplattform nanotechweb.org berichtet, könnten sich dünne Schichten aus bestimmten Chalkogeniden als nanooptische Bauelemente eignen, zum Beispiel als LEDs, Laser oder Solarzellen. Einatomare Lagen aus solchen Verbindungen verhalten sich wie zweidimensionale Halbleiter. Nun haben Wissenschaftler der University of California und des Lawrence Berkeley National Lab eine so genannte Heteroverbindung aus zwei unterschiedlichen Chalkogeniden hergestellt und ihre elektronischen und optischen Eigenschaften auch am HZB an BESSY II untersucht.
- Neues Werkzeug, um die Chemie der Natur zu erforschenDas Team um Emad Aziz hat am Joint Lab der Freien Universität Berlin und dem HZB ein neues Instrument aufgebaut, um chemische Prozesse in Flüssigkeiten und an Grenzflächen zu untersuchen: Es besteht aus einem Laser, der ultrakurze Lichtpulse von nur 45 Femtosekunden im harten Ultraviolettbereich (XUV) erzeugt. Um einzelne Wellenlängen herauszugreifen, haben sie spezielle Reflektions-Zonenplatten installiert, die vom HZB-Team um Alexei Erko entwickelt und produziert wurden.
- Neues Behandlungskonzept gegen KrebsEin Forscherteam von fünf schwedischen Universitäten hat einen neuen Weg gefunden, Krebs zu behandeln. Ihr Konzept haben die Wissenschaftler jetzt im Fachjournal „Nature“ vorgestellt. Es basiert darauf, ein für Krebszellen charakteristisches Enzym mit der Bezeichnung MTH1 zu blockieren. Im Gegensatz zu normalen Zellen brauchen Krebszellen MTH1, um zu überleben. Ohne MTH1 werden oxidierte Nukleotide in die Krebs-DNA integriert – letale DNA-Doppelstrangbrüche sind die Folge.
- Elektronenspins mit Licht steuernHZB-Wissenschaftler beeinflussen den Elektronenspin an der Oberfläche Topologischer Isolatoren gezielt mit Licht
- Wie man mit Licht den Spin von topologischen Isolatoren manipuliertHZB-Forscher haben am Synchrotronring BESSY II den topologischen Isolator Bismutselenid (Bi2Se3) mit spinauflösender Photoelektronenspektroskopie untersucht. Dabei fanden sie einen verblüffenden Unterschied: Wenn man Elektronen mit zirkular polarisiertem Licht im vakuumultravioletten Wellenlängenbereich (50 Elektronenvolt, eV) anregt, verhalten sie sich anders, als wenn man sie mit ultraviolettem Licht anregt (6 eV). Dieses Ergebnis könnte erklären, wie sich Spinströme in topologischen Isolatoren erzeugen lassen.
- Ein neues Cluster-Tool für EMILDas Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) und Altatech, ein Unternehmen der Soitec-Gruppe, haben eine Kooperation vereinbart, um neue Materialien für die nächste Generation von hocheffizienten Solarenergiewandlern zu erforschen und zu entwickeln. Dazu gehören insbesondere neue Materialien und innovative Bauteilstrukturen für Photovoltaik- und Photokatalyse-Anwendungen.
- Neues holografisches Verfahren nutzt „bildstabilisierte Röntgenkamera“Ein Team um Stefan Eisebitt hat ein neues Röntgen-Holografie-Verfahren entwickelt, das „Schnappschüsse“ von dynamischen Prozessen mit bisher unerreichter Auflösung in Aussicht stellt. Die Effizienz des neuartigen Verfahrens beruht auf einer fokussierenden Röntgenoptik, die mit dem abzubildenden Objekt fest verbunden ist. Dadurch liefert das Verfahren zwar zunächst eine unscharfe Abbildung, diese kann im Nachhinein jedoch fokussiert werden. Gleichzeitig löst dieser Trick (nämlich die feste Verbindung zwischen Objekt und Fokussieroptik) elegant das Problem des „Verwackelns“, das auf Nanometerskala eine enorme Rolle spielt.
- Starre Ordnung konkurriert mit SupraleitungHeute in Science Express: In Hochtemperatursupraleitern wie den Cupraten können die Ladungsträger sich zu winzigen „Nanostreifen“ anordnen, was die Supraleitung unterdrückt, zeigten Gastforscher aus Princeton und Vancouver an BESSY II
- Die Vermessung von Molekülen: Physiker der Uni Graz spüren Elektronenzustände aufSeit der Formulierung der Quantenphysik vor gut hundert Jahren träumen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler davon, die quantenmechanischen Orbitale von Elektronen in Atomen, Molekülen und Festkörpern zu messen. Denn diese Orbitale bestimmen die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Materials. Zwei Arbeitsgruppen um Ass.-Prof. Dr. Peter Puschnig und Ao.Univ.-Prof. Dr. Michael Ramsey am Institut für Physik an der Karl-Franzens-Universität Graz ist es nun gelungen, Elektronenorbitale von Kohlenwasserstoff-Molekülen auf einem Silbersubstrat sichtbar zu machen, indem sie Messungen an BESSY II mit ab inititio-Berechnungen kombiniert haben. Auch KollegInnen des deutschen „Forschungszentrums Jülich“ sind an der Arbeit beteiligt, die nun in der aktuellen Ausgabe der „Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)“ publiziert worden ist.
- HZB an neuem SFB zu Metalloxid-Wasser-Systemen beteiligtEin Forschungsteam vom HZB ist am neuen Sonderforschungsbereich „Molekulare Einblicke in Metalloxid/Wasser-Systeme“ beteiligt, der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft ab sofort gefördert wird. Dr. Bernd Winter von der Nachwuchsgruppe um Prof. Dr. Emad Aziz wird dabei Metallionen und Metall-Oxid-Komplexe in wässriger Lösung an BESSY II untersuchen.
- Anbau an BESSY II im Rekordtempo: EMIL hat jetzt ein Dach über dem KopfDas Forschungsgebäude für das neue Labor EMIL an BESSY II nimmt Form an: Am Mittwoch, 4. Dezember 2013, ab 13 Uhr feiert das „Energy Materials In-Situ Laboratory Berlin“ Richtfest. Die Zeremonie findet auf dem Wilhelm Conrad Röntgen Campus des Helmholtz-Zentrum Berlin, Albert-Einsteinstraße 15, 12489 Berlin, statt. Vertreter der Medien sind herzlich eingeladen.
- Das aktive Zentrum der Thiolase blockierenWissenschaftler der finnischen Universität Oulu und des HZB schaffen Grundlage für Erforschung neuer Medikamente gegen Schlafkrankheit
- Neue Kavitäten erfolgreich in Betrieb genommenEin Herzstück von BESSY II sind vier Kavitäten, Hohlraumresonatoren, die dafür sorgen, dass die Elektronen im Speicherring die Energie wieder aufnehmen, die sie als Lichtpakete abgegeben haben. Die alten Kavitäten stammen noch aus den 1970er Jahren, sie waren bei DESY in Hamburg eingesetzt, dann bei BESSY I und seit 1998 bei BESSY II. „Doch langsam ist ihre Lebensdauer erreicht“, sagt Dr. Wolfgang Anders aus dem HZB Institut SRF Wissenschaft und Technologie. Der Experte war dafür verantwortlich, während des Sommer-Shutdowns zwei der vier alten Kavitäten durch neue Komponenten auszutauschen.
- Die Wiederaufnahme des vollständigen Messbetriebs an BESSY II verzögert sichDer lange Sommer-Shut down mit seinen umfangreichen Erneuerungs- und Ertüchtigungsarbeiten ist zwar planmäßig abgeschlossen worden, jedoch gibt es unvorhersehbare Störungen, die die Wiederaufnahme des regulären Top-Up Betriebs derzeit verzögern. Die im Oktober ausgefallene Messzeit wird Anfang 2014 nachgeholt werden.
- Technologietransfer-Preis für die Entwicklung eines optimierten SchneidwerkzeugsAm 17. Oktober 2013 haben Dr. Manuela Klaus und Prof. Dr. Christoph Genzel den Technologietransfer-Preis des HZB gewonnen. Sie entwickelten in Kooperation mit der Walter AG, Tübingen, eine neuartige Analysemethode, die speziell die Struktur-Eigenschaftsbeziehungen komplex aufgebauter, beschichteter Schneidwerkzeuge aufklären kann. Dabei nutzten sie die Synchrotronstrahlung, die im Elektronenspeicherring von BESSY II erzeugt wird. Mit den gewonnenen Erkenntnissen konnte eine Produktserie von Schneidwerkzeugen mit hervorragenden Verschleißeigenschaften patentiert und erfolgreich am Markt eingeführt werden, die entsprechenden Konkurrenzprodukten weit überlegen ist.
- Wiederaufnahme des Messbetriebs nach Sommershutdown:Seit Anfang der Woche läuft der Messbetrieb am Berliner Elektronenspeicherring BESSY II wieder. Damit ist der planmäßige neunwöchige Sommer-Shutdown 2013 beendet. Er stand in diesem Jahr unter besonderer Aufmerksamkeit, denn an BESSY II wird das große EMIL-Labor für die Solar- und Katalyseforschung angedockt.
- Festsymposium zur 1000. Proteinstruktur an BESSY IIIm Juli 2013 wurde die 1000. Proteinstruktur veröffentlicht, die auf bei BESSY II gemessenen Daten beruht. Aus diesem Anlass lädt das HZB am Mittwoch, den 16.10.2013, zu einem Festsymposium ein.
- Auf einer internationalen Konferenz in Berlin diskutierten Forscher Möglichkeiten des zeitaufgelösten Messens mit RöntgenstrahlungDas Helmholtz-Virtuelle Institut „Dynamic pathways in multidimensional landscapes“ strebt ganzheitlichen Blick auf Materialeigenschaften an
- Göttinger Wissenschaftler entschlüsseln am BESSY II grundlegende Wirkprinzipien biochemischer ReaktionenEnzyme sind die molekularen Katalysatoren des Lebens mit vitalen Funktionen im Stoffwechsel jeder Zelle. Bisher wurde spekuliert, dass Enzyme bei der Durchführung biochemischer Reaktionen ihre Ausgangsstoffe regelrecht verbiegen und dadurch spalten können. Wissenschaftlern am Göttinger Zentrum für Molekulare Biowissenschaften (GZMB) ist es nun erstmals gelungen, diese Hypothese zweifelsfrei zu bestätigen. Dazu nutzten sie die MX-Beamline an BESSY II. Die Ergebnisse der Studie sind in der renommierten Fachzeitschrift Nature Chemistry erschienen.
- Domänenwände als neue InformationsspeicherBewegung von Domänenwänden abgebildet: Materialdefekte spielen bei hohen Geschwindigkeiten keine Rolle mehr
Physiker der Johannes Gutenberg-Universität Mainz haben erstmals direkt beobachtet, wie sich magnetische Domänen in winzigen Nanodrähten verhalten. Sie nutzten unter anderem die MAXYMUS-Beamline des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme, Stuttgart, am Berliner-Elektronenspeicherring BESSY II, den das HZB betreibt. Damit gelang es ihnen, die Vorgänge in Bildsequenzen festzuhalten. Sie konnten so theoretisch vorhergesagte Effekte experimentell nachweisen und außerdem auch neue Eigenschaften feststellen, die interessante Anwendungsmöglichkeiten in der Informationstechnologie versprechen, zum Beispiel als Informationsspeicher oder als Lagesensoren. Erste Anwendungen, die auf dem Prinzip von magnetischen Domänenwänden beruhen, werden bereits in der Sensortechnologie genutzt.
- Neue Werkzeuge, um molekulare Wechselwirkungen zu verstehenChemische Prozesse in Organismen aber auch in anorganischen „nassen“ Systemen wie Katalysatoren oder neuen funktionalen Materialien sind höchst komplex und viele sind bisher nur sehr grob verstanden. Denn es ist überaus schwierig, experimentell zu verfolgen, wie Atome oder Moleküle in Lösung miteinander reagieren, Bindungen eingehen oder auflösen. Bisher konnten Forscher mit spektroskopischen Verfahren nur eine Überlagerung aller Wechselwirkungen beobachten, nicht jedoch einzelne Bindungsvorgänge unterscheiden. Das könnte sich durch eine aufsehenerregende Arbeit von HZB-Forschern um Emad Flear Aziz nun ändern. Er entwickelte ein verfeinertes Messverfahren, mit dem er eine Art Fingerabdruck der Wechselwirkungen nehmen kann. Aus diesem „Fingerabdruck“ lassen sich mit Hilfe eines theoretischen Werkzeugs, das Oliver Kühn, Universität Rostock, entwickelt hat, einzelne Reaktionen identifizieren. Die Arbeit ist nun in den Physical Review Letters veröffentlicht.
- HZB-Forscher stoßen Tor für die Festkörperphysik aufLaserprozesse jetzt auch mit Röntgenstrahlen am Festkörper beobachtet
- Idealer Nanokristall aus Massenkunststoff hergestelltPolyethylen ist ein Massenkunststoff, der in vielen Haushaltsgegenständen zu finden und daher besonders preiswert herzustellen ist. Einem Forscherteam aus Konstanz, Bayreuth und Berlin gelang es nun, aus diesem Kunststoff einen idealen Nanokristall zu synthetisieren. Voraussetzung dafür war ein neuartiger Katalysator, den die Gruppe der Universität Konstanz hergestellt hat sowie eine Kombination von einzigartigen Analysemöglichkeiten, wie sie am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) zu finden sind. Die kristalline Nanostruktur, die dem Kunststoff neue Eigenschaften verleiht, könnte zum Beispiel für die Herstellung neuartiger Beschichtungen interessant sein. Die Wissenschaftler veröffentlichen ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe des Journal of the American Chemical Socity (DOI: 10.1021/ja4052334).
- HZB-Forscher stellen Zukunftsprojekte für BESSY II vor„Synchrotron Radiation News“ zu Neuen Trends in der Beschleunigertechnologie enthält Beiträge zu BESSYVSR und BERLinPro
- 1000. Proteinstruktur an BESSY II entschlüsseltIm Juli 2013 wurde die 1000. Proteinstruktur veröffentlicht, die auf bei BESSY gemessenen Daten beruht. Dabei handelt es sich um ein Protein aus der Gruppe der Sirtuine, die bei Alterungs-, Stress- und Stoffwechselprozessen im menschlichen Organismus eine Rolle spielen. Die Wissenschaftler um Prof. Clemens Steegborn von der Universität Bayreuth konnten dabei einen raffinierten Mechanismus entschlüsseln, mit dem ein Wirkstoff die Aktivität eines Sirtuins hemmen kann. Die Ergebnisse wurden in dem renommierten Fachblatt Proceedings of the National Academy of Sciences USA veröffentlicht und könnten Wege zu neuen Tumortherapien aufzeigen.
- Erster Spatenstich für EMILMit einem feierlichen Spatenstich haben am Montag, den 5. August 2013 die Bauarbeiten für das neue Forschungslabor EMIL an BESSY II begonnen: Das „Energy Materials In-Situ Laboratory Berlin“ wird als hochmodernes Präparations- und Analyselabor für die Solarenergie- und Katalyseforschung direkt an BESSY II angebaut. Das Gemeinschaftsprojekt vom HZB und der Max-Planck-Gesellschaft wird eine einzigartige Infrastruktur bieten, um interdisziplinär und industriekompatibel neue Materialien und Technologien zu entwickeln, die die Energiewende ermöglichen. Dazu zählen neue Materialsysteme für Solarmodule und Speicherlösungen, für die neuartige Katalysatoren entwickelt werden müssen.
- Die Bauarbeiten beginnen: BESSY II erhält Anbau für neuen LaborkomplexMit einem feierlichen Spatenstich beginnen am Montag, dem 5. August 2013 um 16:00 die Bauarbeiten für das neue Forschungslabor EMIL an BESSY II: Das „Energy Materials In-Situ Laboratory Berlin“, kurz EMIL, wird als hochmodernes Präparations- und Analyselabor für die Solarenergie- und Katalyseforschung aufgebaut. Das Gemeinschaftsprojekt vom HZB und der Max-Planck-Gesellschaft soll eine einzigartige Infrastruktur bieten, um interdisziplinär und industriekompatibel neue Materialien und Technologien zu entwickeln, die die Energiewende ermöglichen. Dazu zählen neue Materialsysteme für Solarmodule und Speicherlösungen, für die neuartige Katalysatoren entwickelt werden müssen.
- Pikosekunden schnelle Zeitlupe belegt: Oxid-Materialien schalten deutlich schneller als HalbleiterEin internationales Forscherteam unter maßgeblicher Beteiligung von Wissenschaftlern des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) beobachtet den Schaltprozess zwischen nichtleitendem und leitendem Zustand in Eisenoxid (Magnetit) mit bislang unerreichter Präzision. In der aktuellen online-vorab-Ausgabe der Zeitschrift Nature Materials (DOI: 10.1038/NMAT3718) beschreiben sie, dass der Schaltprozess in einem Oxid in zwei Stufen abläuft und mehrere tausend Mal schneller ist als in heute üblichen Transistoren.
- Katalysatoren bei der Arbeit zugeschaut – auf atomarer EbeneInnovative Methodenkombination am HZB führt zu grundlegenden Erkenntnissen in der Katalyseforschung
- Highlight: Erstmalige Beobachtung von Undulatorstrahlung mit BahndrehimpulsAm Speicherring BESSY II ist es HZB-Wissenschaftlern erstmalig gelungen, 99 eV-Photonen mit Bahndrehimpuls in den höheren Harmonischen eines helikalen Undulators nachzuweisen. Im Sichtbaren werden diese sogenannten singulären Strahlen oder auch OAM-Photonen (Orbital Angular Momentum carrying photons) seit einigen Jahren durch geeignete Phasenmanipulation aus Laserlicht erzeugt. Der nun am HZB gelungene Nachweis ihrer Existenz in der off-axis-Strahlung helikaler Undulatoren - die theoretisch bereits vor fünf Jahren vorhergesagt wurde - weitet den Energiebereich von OAM-Photonen erheblich aus, da helikale Undulatoren an Elektronenbeschleunigern zur Erzeugung von Photonen bis in den Röntgenbereich eingesetzt werden.
- Es gibt wieder Sägezahngitter für Photonenquellen: Durchbruch am Helmholtz-Zentrum BerlinDem Technologiezentrum für hochpräzise optische Gitter am Helmholtz-Zentrum Berlin ist ein Durchbruch bei der Herstellung von Sägezahngittern gelungen. Sie kommen in Photonenquellen zum Einsatz, um das Licht zu beugen und die für die Experimente benötigte Wellenlänge herauszufiltern. Nach zweieinhalbjähriger Arbeit haben die Entwickler nun erstmalig Sägezahngitter in höchster Präzision hergestellt, die den Ansprüchen an das wissenschaftliche Experimentieren genügen. Diese Sägezahngitter (auch geblaztes Gitter genannt) wurde kürzlich erfolgreich am Elektronenspeicherring BESSY II getestet. Sie verhielten sich dabei so, wie Forscher theoretisch vorausgesagt hatten. Das Technologiezentrum am HZB ist weltweit der einzige Hersteller von hocheffizienten Sägezahngittern für den Einsatz an Photonenquellen. Gefördert wird das Projekt von der Europäischen Union durch den EFRE-Fond.
- Magnetoelektrische Kopplung beleuchtetDer Effekt führt zu neuen Möglichkeiten der digitalen Datenspeicherung
- Solarzellen beim Wachsen zusehenErstmals ist es Wissenschaftlern um Dr. Roland Mainz und Dr. Christian Kaufmann am HZB gelungen, das Wachstum von hocheffizienten Chalkopyrit-Dünnschichtsolarzellen in Echtzeit zu beobachten und zu untersuchen, wie sich Defekte und Fehlstellen bilden und auflösen, die den Wirkungsgrad mindern können. Sie haben dafür eine Messkammer am Berliner Elektronenspeicherring BESSY II entwickelt, in der sie verschiedene Messmethoden kombinieren können. Ihre Ergebnisse zeigen, in welchen Stadien das Wachstum beschleunigt werden könnte und wann mehr Zeit wichtig ist, um Defekte zu reduzieren. Die Arbeit wurde nun in den Advanced Energy Materials online veröffentlicht.
- Humboldt-Stipendiat verstärkt Aziz-TeamAb 1. Juni kommt Dr. Tristan Petit als Postdoktorand für zwei Jahre in das Team um Prof. Dr. Emad Flear Aziz. Mit einem Postdoktoranden-Stipendium der Alexander von Humboldt-Stiftung kann Petit seinen wissenschaftlichen Gastgeber in Deutschland selbst auswählen und hat sich für das Joint Ultrafast Dynamics Lab in Solutions and at Interfaces (JULiq) entschieden, das Aziz aufgebaut hat: „Ich möchte im Team von Aziz mitarbeiten, weil sie sehr viel Erfahrung mit Spektroskopie in Wasser besitzen“, sagt Petit.
- Wie die Zelle ein molekulares Messer sicher verwahrtAlles Leben auf der Erde wird durch zelluläre Prozesse ermöglicht, die zeitlich und räumlich streng kontrolliert ablaufen müssen. Forscher des Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie in Göttingen und der Freien Universität Berlin haben jetzt mithilfe von Messungen an der MX-Beamline von BESSY II einen neuen Mechanismus aufgeklärt, der einen lebenswichtigen Prozess bei der Genexpression in höheren Organismen steuert. Versagt dieser Steuerungsmechanismus, kann dies beim Menschen zum Erblinden führen. (Science, 23. Mai 2013).
- Posterpreis auf Internationaler Teilchenbeschleunigerkonferenz an Julia VogtVom 12. bis 17. Mai tagte in Shanghai, China, die 4. Internationale Konferenz für Teilchenbeschleuniger (International Particle Accelerator Conference, IPAC13). Rund 1.200 Teilnehmerinnen und Teilnehmern aus aller Welt hatten sich versammelt, um sich über Fortschritte bei Lichtquellen und Teilchenbeschleunigern auszutauschen. Besonderes Gewicht legten die Organisatoren auf die Postersession, auf der Nachwuchswissenschaftler ihre Arbeiten vorstellen konnten. Dabei erhielt die HZB-Doktorandin Julia Vogt aus dem Institut SRF Wissenschaft und Technologie (G-ISRF) einen Preis für das beste Poster. Insgesamt hatte die Jury über 110 eingereichte Poster begutachtet und zwei davon ausgezeichnet.
- Physiker lassen erstmals magnetische Dipole auf der Nanoskala wechselwirkenErgebnisse sind interessant für zukünftige Festplatten
Wie sich winzige Inseln aus magnetischem Material anordnen, wenn man sie in ein regelmäßiges Gitter sortiert, haben Physiker der Ruhr-Universität Bochum (RUB) durch Messungen an BESSY II herausgefunden. Anders als erwartet richteten sich die Nord- und Südpole der Magnetinseln nicht in einem Zickzack-Muster, sondern in Ketten aus. „Das Verständnis der treibenden Wechselwirkungen ist von hohem technischen Interesse für zukünftige Festplatten, die aus kleinen Magnetinseln bestehen werden“, sagt Prof. Dr. Hartmut Zabel von der RUB. Gemeinsam mit Dr. Akin Ünal, Dr. Sergio Valencia und Dr. Florian Kronast vom Helmholtz-Zentrum Berlin berichten die Bochumer Forscher in der Zeitschrift „Physical Review Letters“ über ihre Ergebnisse.
Die vollständige Info lesen Sie in der Presseinfo der RUB
- Schnappschüsse von einem zentralen Prozess des LebensHuman Frontier Science Program fördert internationales Forschungsprojekt zu Photosynthese.
- Ultraschnelle Spin-Manipulation bei Terahertz-FrequenzenEin internationales Team hat einen Weg entdeckt, um Spins in einer bislang unerreichten Geschwindigkeit zu steuern. Dies ist für Datenverarbeitung und –Speicherung interessant. Sie nutzten dafür Femtosekunden-Laserpulse über einen weiten Energiebereich bis zu Terahertz-Frequenzen. An der Arbeit waren Forscher vom Fritz-Haber-Institut, der Universitäten Göttingen und Uppsala sowie vom Forschungszentrum Jülich und Helmholtz-Zentrum Berlin beteiligt; ihre Ergebnisse sind nun in der Online-Ausgabe von Nature Nanotechnology publiziert.
- Chemische Reaktion am Katalysator in Echtzeit beobachtetEine internationale Gruppe von Wissenschaftlern hat am Freie-Elektronenlaser LCLS in Stanford erstmals in Echtzeit beobachtet, wie sich Kohlenmonoxid-Gas an der Oberfläche eines Katalysators genau verhält. Dabei wird ein Teil der CO-Moleküle offenbar dicht über der Oberfläche schwach gebunden. Damit können sich die Moleküle zwar nicht entfernen, bleiben aber parallel zur Oberfläche beweglich, so dass sie möglicherweise mit weiteren Reaktionspartnern reagieren können.Die Forscher konnten damit einen Teilschritt einer elementar wichtigen Reaktion aufklären.
- Kathrin Lange erhält Wilhelm-Ostwald-Nachwuchspreis 2012Dr. Kathrin Maria Lange erhält für ihre am HZB angefertigte Dissertation den Wilhelm-Ostwald-Nachwuchspreis 2012. Der mit 2500,- Euro dotierte Preis wird von der Wilhelm-Ostwald-Gesellschaft zu Großbothen e.V., der Deutschen Bunsen-Gesellschaft für Physikalische Chemie und der Gesellschaft Deutscher Chemiker verliehen. Die Preisverleihung findet am 9. März in Großbothen bei Leipzig statt, dem Arbeitsort des Nobelpreisträgers für Chemie 1909, Wilhelm Ostwald.
- Proteinstrukturen besser erforschenFeierlich eingeweiht: Der neue Pilatus-Detektor für die Kristallographie ist nun einsatzbereit
- Nanoreaktor mit TitandioxidKleine Partikel aus Titandioxid werden in alltäglichen Produkten wie Wandfarbe, Zahnpasta oder Sonnencreme genutzt, sie reflektieren das Licht oder wirken als Scheuermittel. Doch mit abnehmender Partikelgröße verändern sich ihre Eigenschaften, so dass kristalline Titandioxid-Nanopartikel auch als Katalysatoren wirken: Angeregt durch den UV-Anteil im Sonnenlicht zersetzen sie Schadstoffe oder ermöglichen andere gewünschte Reaktionen.
- Organische Elektronik: Wie der Kontakt zwischen Kohlenstoffverbindungen und Metall gelingt„Organische Elektronik“ steckt schon heute im Display von Smart-Phones und verspricht auch in Zukunft interessante Produkte, zum Beispiel biegsame Leuchtfolien, die Glühbirnen ersetzen sollen, oder Solarzellen, die Sonnenlicht in Strom umwandeln. Ein Problem besteht dabei stets darin, die aktive organische Schicht gut mit Metallkontakten zu verbinden. Auch für diese Aufgabe werden oft organische Moleküle eingesetzt. Allerdings war es bisher nicht möglich, genau vorherzusagen, welche Moleküle diese Aufgabe auch erfüllen. Sie mussten daher im Wesentlichen durch Ausprobieren identifiziert werden. Nun ein hat internationales Team von Wissenschaftlern um Dr. Georg Heimel und Prof. Dr. Norbert Koch vom HZB und der Humboldt-Universität zu Berlin herausgefunden, was diese Moleküle miteinander gemeinsam haben. Ihre Ergebnisse könnten es ermöglichen, die Kontaktschichten zwischen Metallelektroden und aktivem Material in organischen Bauelementen gezielter zu verbessern.
- Schnelle Entmagnetisierung durch Spintransport
Dass ein ultrakurzer Laserpuls eine ferromagnetische Schicht im Nu entmagnetisieren kann, ist seit etwa 1996 bekannt. Doch wie diese Entmagnetisierung funktioniert, ist noch nicht verstanden. Nun haben die Physikerin Dr. Andrea Eschenlohr und ihre Kollegen vom Helmholtz-Zentrum Berlin und der Universität Uppsala in Schweden gezeigt, dass es offenbar nicht der Lichtpuls selbst ist, der die Entmagnetisierung bewirkt.
- Mit neuem Detektor kleinsten Biomarkern auf der SpurPTB installiert vakuumkompatiblen ortsempfindlichen Röntgendetektor am Elektronenspeicherring BESSY II. Forscher können damit die Größe kontrastarmer Nanoobjekte bestimmen.
- Graphen auf Nickel: Elektronen verhalten sich wie LichtDr. Andrei Varykhalov und Mitarbeiter aus der Gruppe um Prof. Dr. Oliver Rader haben an BESSY II die elektronischen Eigenschaften von mit Graphen beschichtetem Nickel untersucht und dabei ein überraschendes Ergebnis erhalten. Sie konnten zeigen, dass sich die Leitungselektronen des Graphen eher wie Licht verhalten und weniger wie Teilchen. Dieses Verhalten hatten Physiker eigentlich nur für freischwebende Graphenschichten erwartet, die eine perfekte Bienenwabenstruktur aufweisen, nicht aber bei Graphen auf Nickel.
- MX-Posterpreis an Bartosz Sekula, LodzAuf dem HZB-Nutzertreffen hat die MX-Gruppe (Makromolekulare Kristallografie) einen eigenen Posterpreis vergeben, der an einen Nachwuchswissenschaftler aus Polen ging. Auf seinem Poster zeigte Bartosz Sekula aus der Gruppe um Anna Bujacz von der Universität Lodz erstmals die Kristall-Struktur eines Serum Albumins, das in Pferden vorkommt und medizinisch wichtige Andockstellen aufweist. Serum Albumine sind Eiweiße im Blutserum von Säugetieren und sorgen dafür, dass Substanzen wie Fettsäuren oder Wirkstoffe gebunden werden. „Dem Preisträger gelang es, das Poster ästhetisch ansprechend zu gestalten und gleichzeitig alle notwendigen Belege und Informationen zu diesem Thema unterzubringen“, sagt Manfred Weiss von der MX-Gruppe.
- Drei Tage Austausch beim NutzertreffenVom 12. Bis 14. Dezember haben sich über 400 Nutzerinnen und Nutzer der beiden HZB-Großgeräte BER II und BESSY II getroffen, um sich über den Stand der technischen Möglichkeiten zu informieren und über wissenschaftliche Fragen auszutauschen. Höhepunkt war der „Science Day“ am 13. Dezember im Adlershofer Bunsensaal, umrahmt von einem „Neutron Day“ am 12. Dezember in Wannsee und dem „Synchrotron Day“ am 14. Dezember in Adlershof. An diesen beiden Tagen lag der Schwerpunkt auf der Instrumentierung. Die Teilnehmer informierten sich über neue technische Entwicklungen und die Weiterentwicklung der Instrumente an den Großgeräten. Am Science Day standen dagegen die wissenschaftlichen Resultate im Vordergrund, die mithilfe von BESSY II und BER II erzielt wurden.
- Forscher zeigen mit Berechnungen, dass kompakte Laser-Plasma-Beschleuniger möglich sind
Ultrakurze Pulse aus kohärentem Röntgenlicht sind ein fantastisches Mittel, um Einsichten in atomare oder molekulare Reaktionen zu gewinnen. In Freien-Elektronen-Lasern können solche Pulse im Femtosekundenbereich (10 -15 sek) erzeugt werden. Doch bislang sind dafür enorme Beschleuniger nötig, die nur an wenigen Großforschungseinrichtungen der Welt zur Verfügung stehen. An einer kompakteren Alternative arbeitet Dr. Atoosa Meseck vom HZB-Institut für Beschleunigerphysik mit Kollegen aus dem HZB und anderen Forschungseinrichtungen. Nun haben sie einen Bauplan für eine kompakte Quelle für kohärente kurzwellige Strahlung entworfen und berechnet. Dieses Ergebnis veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift "Physical Review".
- Sonnenlicht zu WasserstoffWissenschaftler des Helmholtz-Zentrum Berlin testen erfolgreich neues Hybridmaterial für die photoelektrochemische Wasserstoffentwicklung
- Neues Labor von Helmholtz-Zentrum Berlin und Freier Universität Berlin eröffnetFlüssigkeiten und Materialien in Lösung mit modernsten Methoden durchdringen
- HZB an Helmholtz-Plattform für Detektortechnologien und Detektorsysteme beteiligt
Die Helmholtz-Gemeinschaft initiiert eine Plattform, um Detektortechnologien und Detektorsysteme weiter zu entwickeln. Ziel der Plattform – die als Portfoliothema gefördert wird – ist es, Technologien zum Aufbau neuartiger Detektoren für Photonen, Neutronen sowie geladene Teilchen weiter zu entwickeln, die Datenübertragung und -auswertung zu optimieren und exemplarische Detektorprototypen zu entwerfen und zu bauen. Ein weiteres wichtiges Ziel ist die Vernetzung der Detektorlabore. Kleine Zentren können so an kostspieligen technologischen Entwicklungen teilhaben. Das HZB ist an der Plattform beteiligt und entwickelt Systeme für die Detektion von Neutronen, Photonen sowie intelligente, programmierbare Hardware für die Datenerfassung.
- Kraftanstrengung für den bedrohten Wikingerschatz vom OsebergNorwegische Restauratoren wollen mit Hilfe von Messungen am HZB den Zerfall eines der wichtigsten Kulturgüter aus der Wikingerzeit aufhalten
- Photochemischer Energieturbo für SolarzellenWie organische Moleküle aus rotem Licht gelbes machen.
- Unter einer Lage Kohlenstoff konserviertHZB-Wissenschaftler entwickeln Verfahren, um elektronische Oberflächenzustände mit Graphen dauerhaft zu machen.
- Durchbruch in der Röntgen-NanospektroskopieHZB-Forscher ermöglichen Röntgenspektroskopie mit räumlicher Auflösung im Nanometerbereich
- Winzige, maßgeschneiderte Magnete - CeNIDE-Forscher publizieren in „Nature Communications“Nanomagnete werden heutzutage vielerorts eingesetzt: in der Medizin genauso wie in der Datenspeicherung. Dazu müssen sie mal stark, mal schwach magnetisch sein. Wie man die winzigen Magnete mit ganz bestimmten Eigenschaften herstellt, haben Forscher vom Center for Nanointegration (CeNIDE) an der Universität Duisburg-Essen (UDE) soeben herausgefunden und ihre Ergebnisse veröffentlicht.
- Dem Leuchten auf den Grund gegangen - Wissenschaftler klären am HZB die Struktur eines designten Proteins aufFluoreszierende Proteine sind wichtige Untersuchungswerkzeuge in den Biowissenschaften: Angekoppelt an andere Eiweißstoffe, lassen sich mit ihrer Hilfe Lebensvorgänge in Zellen und Organismen auf molekularer Ebene genau studieren. Die Fluoreszenz-Proteine werden dazu gezielt zum Leuchten gebracht, beziehungsweise bei Bedarf in den nicht-leuchtenden Zustand überführt. Übertragen gesprochen: Sie werden wie eine Lampe an- oder ausgeschaltet. Am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) ist es Wissenschaftlern nun erstmals gelungen, die mit der Fluoreszenz verbundenen Strukturmerkmale an ein und demselben Proteinkristall im ein- und ausgeschalteten Zustand zu untersuchen. Die Ergebnisse haben sie in Nature Biotechnology veröffentlicht (doi:10.1038/nbt.1952).
- BESSY II besitzt magnetische AnziehungskraftEhrenvorsitzender des weltgrößten Automobilherstellers besucht das HZB
- Das Großprojekt EMIL (Energy Materials In-situ Laboratory Berlin) soll bis Anfang 2015 neue Möglichkeiten für die Forschung an Energiematerialien schaffenDas Helmholtz-Zentrum Berlin wird gemeinsam mit der Max-Planck-Gesellschaft ein neues dediziertes Röntgen-Strahlrohr an der Synchrotronquelle BESSY II bauen, welches für die Analyse von Materialien für die regenerative Energiegewinnung eingesetzt werden soll. Das neue Großprojekt wurde auf den Berlin-typischen Namen EMIL (Energy Materials In-situ Laboratory Berlin) getauft und beinhaltet unter anderem das bereits mit dem Namen SISSY angekündigte Großprojekt (Solar Energy Materials In-Situ Spectroscopy at the Synchrotron). Die Begutachtung von EMIL durch ein externes, vom wissenschaftlichen Beirat eingesetztes Gutachtergremium im September 2011 verlief sehr positiv und die Gutachter haben die Realisierung des EMIL-Projekts „enthusiastisch“ befürwortet.
- Ein Sensor für WasserstoffbrückenbindungenWissenschafter des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) haben einen Sensor für die Wasserstoffbrückenbindungen in flüssigem Wasser gefunden. In Röntgenspektren fanden sie einen Peak, der empfindlich auf das Brechen von Wasserstoffbrücken reagiert. Sie publizieren die Ergebnisse in der online-Ausgabe der Zeitschrift Angewandte Chemie (DOI: 10.1002/anie.201104161).
- Sauerstoff: Sprunghaftes VerhaltenHZB an Forschungen zur Quantenschwebung beteiligt, die das Verständnis vom Entstehen und Brechen chemischer Bindungen erweitert.
- Erster Nachweis für Viren in der Erdgeschichte: Paget-Krankheit bei Dinosaurieren entdecktDen Paläontologen Florian Witzmann und Oliver Hampe vom Museum für Naturkunde Berlin gelang in Kooperation mit Wissenschaftlern der Charité und des Helmholtz-Zentrums Berlin für Materialien und Energie eine aufsehenerregende Entdeckung: An einem 150 Millionen Jahre alten Wirbel des Dysalotosaurus lettowvorbecki konnten sie den bisher ältesten Nachweis von Viren erbringen. Der Pflanzen fressende Dinosaurier aus Tendaguru/Tansania hatte zu Lebzeiten eine Paget genannte Knochenkrankheit, die durch masernähnliche Viren ausgelöst wird und bislang nur von Menschen und Primaten bekannt ist. Die Wissenschaftler berichten darüber in der jüngsten Ausgabe der Zeitschrift Current Biology.
- Der Traum von der Zusammenarbeit wird wahr - Berliner Wissenschaftler mit ERC Starting Grant ausgezeichnetDer Physiker Prof. Dr. Emad Flear Aziz, Wissenschaftler am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und an der Freien Universität Berlin, wird mit einem „ERC Starting Grant“ des Europäischen Forschungsrates ausgezeichnet. Dieser umfasst eine Förderung von 1,5 Millionen Euro. Der Nachwuchswissenschaftler kann damit in den kommenden fünf Jahren die Untersuchung von funktionalen Materialien voranbringen. Aziz‘ Forschungsthema lautet „Structure and Dynamics of Porphyrin-Based Materials in Solution vs. Interfaces”. Ihm ist es gelungen, den ersten ERC Starting Grant für das HZB einzuwerben. Über den ERC-Grant hinaus fördert die Helmholtz-Gemeinschaft Aziz´ Forschung mit weiteren 250.000 Euro.
- 2. Joint Berlin MX Day
Die in Berlin auf dem Gebiet der Strukturbiologie forschenden Wissenschaftler betreiben seit einem Jahr gemeinsam das Joint Berlin MX Laboratory. Am 17. August findet der zweite gemeinsame Workshop statt. Gastgeber ist diesmal das Max-Delbrück-Centrum in Berlin-Buch. Wer noch teilnehmen möchte, kann sich gern noch anmelden - per email an Prof. Dr. Udo Heinemann: heinemann@mdc-berlin.de
- Erfolgsgeschichte mit Fortsetzung - 10 Jahre Deutsch-Russisches Labor
Eine Erfolgsgeschichte feiert Geburtstag: Das Russisch-Deutsche Labor an der Speicherringanlage BESSY II des Helmholtz-Zentrums Berlin in Adlershof wird zehn Jahre alt. Die Einrichtung, in der Wissenschaftler zum fundamentalen Verständnis der Struktur von Materie forschen, ist eine in dieser Form einzigartige Kooperation zwischen deutschen und russischen Wissenschaftlern.
- Flüssigkeiten im Synchrotron: Mit weicher Röntgenstrahlung der Funktion von Materialien auf der SpurDer Karl-Scheel-Preis 2011 der Physikalischen Gesellschaft zu Berlin geht an Prof. Dr. Emad Flear Azizvon der Freien Universität Berlin und dem Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie
- Fossile Eidechse aus der Grube Messel widerlegt Theorie über Ursprung der SchlangenHelmholtz-Zentrum Berlin an der Untersuchung des fossilen „Missing Link“ beteiligt
- Synchrotronlicht in bisher unerreichter Qualität: „Wichtiger Schritt auf dem Weg zu einem stabilen Freie Elektronen Laser“Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) haben in Kooperation mit der schwedischen Universität Lund Synchrotronlicht von bisher unerreichter Qualität erzeugt: Weltweit erstmalig gelang es ihnen, kohärente Lichtpulse im extremen vakuum-ultravioletten Spektralbereich zu generieren (66nm), die nur 200 Femtosekunden lang sind und die eine variable Polarisation aufweisen. „Wir haben damit einen wichtigen Schritt auf dem Weg zu einem stabilen Freie Elektronen Laser vollzogen“, sagt Dr. Johannes Bahrdt, Leiter der HZB-Abteilung „Undulatoren“.
- Forschern gelingt es, Partikel beim Sintern dreidimensional sichtbar zu machenSintern ist ein Verfahren, um aus metallischen oder keramischen Pulvern Werkstoffe oder komplexe Bauteile herzustellen. Bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes entsteht aus einem Ausgangspulver ein Festkörper höherer Dichte. Mithilfe der hochauflösenden Synchrotron-Computer-Tomografie konnten HZB-Wissenschaftlern in einem gemeinsamen Forschungsprojekt den Prozess weiter aufklären und erstmals die Bewegung der Partikel in 3D darstellen.
- Kampf gegen Antibiotika-Resistenzen - Wissenschaftler enttarnen ResistenzproteinWissenschaftler des Helmholtz-Zentrum Berlin haben mit der Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II an der Strukturaufklärung eines Proteins mitgewirkt, das für Antibiotikaresistenzen verantwortlich ist: Mit ihrer Unterstützung ist es Forschern der Universität Greifswald gelungen, die Struktur des Proteins Monooxygenase TetX zu entschlüsseln, das Bakterien eine Resistenz gegen Tetracyclin-Antibiotika vermittelt. Damit wurde erstmals ein Schlüssel zum Verständnis eines Resistenzmechanismus gefunden, noch bevor die klinische Anwendung eines Antibiotikums wirkungslos wird. Ein entsprechender Artikel wurde jetzt in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift FEBS Letters veröffentlicht.
- Wichtiger Schritt Richtung BERLinPro: Erster Elektronenstrahl aus SRF QuellinjektorAm 21. April 2011 hat das HZB mit einer supraleitenden Elektronenquelle (SRF Gun) die ersten Photoelektronen erzeugt und beschleunigt. Dies ist ein Meilenstein für das Projekt BERLinPro, und es ist zugleich weltweit das erste Mal, dass mit einem supraleitenden Hochfrequenz-Photoinjektor aus einer supraleitenden Photokathode ein Elektronenstrahl erzeugt worden ist.
- Nutzerexperiment bei BESSY-II: Ein schneller Schalter für MagnetnadelnWissenschaftler aus aller Welt kommen ans HZB, um die beiden Großgeräte – die Synchrotronstrahlungsquelle in Adlershof und den Forschungsreaktor in Wannsee – für ihre Untersuchungen zu nutzen. Doch bevor es mit den Messungen losgehen kann, müssen die Forscher Anträge einreichen, die ein international besetztes Gremium begutachtet. Dieser Aufwand wird betrieben, um für die aussichtsreichsten wissenschaftlichen Ideen Messzeit zur Verfügung zu stellen. Nicht selten führen sie zu herausragenden Publikationen. Ein aktuelles Beispiel ist ein Nutzerexperiment, das am Speicherring BESSY II von dem Team von Dr. Hermann Stoll vom Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme (ehemals Max-Planck-Institut für Metallforschung) zusammen mit Kollegen aus Gent und Regensburg durchgeführt wurde.
- Ultraschnelle Ummagnetisierung beobachtetEin bisher unbekanntes magnetisches Phänomen könnte die Datenspeicherung um mehrere Größenordnungen beschleunigen.
- Von 1 auf 500… - 500ste Protein-Struktur an BESSY II entschlüsseltHaare, Haut, Blutkreislauf und Nervensystem – alles wird von winzigen biologischen Bausteinen gesteuert. Wer nach diesen kleinsten Bausteinen des Lebens forscht, landet automatisch bei ihnen: den Proteinen. Um diese Grundbausteine des Lebens und die Vorgänge, die sie bewirken, besser zu verstehen, archivieren Wissenschaftler in aller Welt ihre Erkenntnisse über Proteine in einer gemeinsamen Datenbank. Die HZB-Forschungsgruppe Makromolekulare Kristallografie (MX) stellt Nutzern am BESSY II die Technik zur Verfügung, mit der sie Protein-Strukturen entschlüsseln können. Vor kurzem wurde die bereits 500ste Struktur an diesen MX-Strahlrohren des HZB von Wissenschaftlern der Bayer Healthcare Pharmaceuticals Berlin entschlüsselt.
- Terahertzblitze ermöglichen exakte RöntgenmessungenGemeinsame Pressemitteilung des Helmholtz-Zentrums Berlin, des Forschungszentrums DESY und der European XFEL GmbH
- Exzellenz bei der LichtbeugungHZB richtet Technologiezentrum für hocheffiziente optische Präzisionsgitter ein
- Neues Mikroskop beleuchtet Ultrastruktur von ZellenHZB-Forscher können kleinste Zellbestandteile in ihrer natürlichen Umgebung sichtbar machen – die Zelle bleibt intakt
- Grünes Licht für BERLinPro
Helmholtz-Zentrum Berlin entwickelt neuartige Beschleunigertechnologie
- LiXEdrom: Neuartige Messkammer für Röntgen-Untersuchungen am FlüssigkeitsjetBisher waren weiche Röntgen-Emissionsmessungen (XES) an Flüssigkeiten nur durch Membranfenster möglich. Nun ist es Forschern am Helmholtz-Zentrum Berlin gelungen, XES am Synchrotron an einem freien Mikro-Flüssigkeitsstrahl durchzuführen.
- Ein schneller Blick auf komplexe OrdnungGrundlagenforschung zu magnetischen Ordnungsphänomenen in Festkörpern ist eine der Hauptforschungsrichtungen am HZB, bei denen die Kombination von Neutronen- und Röntgenstreuung eine herausragende Rolle spielt. Materialien mit komplexen magnetischen Strukturen wie z.B. antiferromagnetische Halbleiter lassen sich mit solchen Methoden untersuchen. Hier ordnen sich unterhalb einer bestimmten Temperatur die magnetischen Momente in atomaren Schichten mit alternierender Magnetisierungsrichtung an. Dies führt zu magnetischen Beugungsreflexen, die auch mit Neutronen beobachtet werden können. Röntgenstreuung als komplementäre Methode kann zusätzlich eine hohe Ortsauflösung und, in Kombination mit ultrakurzen Röntgenpulsen, eine sehr hohe Zeitauflösung erreichen. Dies ermöglicht nun die Untersuchung der bisher nicht zugänglichen magnetischen Dynamik solcher komplexer Strukturen.
- Hilfe von der dunklen SeiteWissenschaftler können dank „Dark-Channel”-Fluoreszenz aufklären, wie biochemische Stoffe ihre Funktion ausüben
- Wie sich Fußball-Moleküle unter Oberflächen schieben - HZB-Forscher beobachten atomare Vorgänge beim Dotieren von HalbleitermaterialienWie sich Fußball-Moleküle unter Oberflächen schieben
- Erst die Bahn, dann der SpinNeuartige Speichermaterialien sollen in Zukunft aus magnetischen Filmen bestehen. Am HZB haben Wissenschaftler erstmals herausgefunden, wie schnell sich magnetische Teilchen steuern lassen.
- Katalase und Methämoglobin: so ähnlich und doch verschiedenWichtige physiologische Prozesse beim Fettabbau und Sauerstofftransport aufgeklärt
- Teilchenbeschleuniger und Neutronenquellen im Dienst der Materialforschung
Mehr als 700 Wissenschaftler treffen sich in Berlin zur SNI 2010
- Wie Kreisel auf atomarer Ebene miteinander wechselwirkenDie Wechselwirkungen zwischen Elektronen und dem Atomgerüst in einem Festkörper sind die Grundlage von Materialeigenschaften, die eine zunehmend wichtige technologische Rolle spielen. Dazu gehört zum Beispiel das schnelle Schalten magnetischer Medien, wie es etwa für die Speicherung von Daten auf Computerfestplatten erforderlich ist. Diesen Vorgang untersuchen und optimieren Wissenschaftler derzeit im Labor anhand der ultraschnellen Demagnetisierung von ferromagnetischen Schichtsystemen. Um solche Materialsysteme weiter optimieren zu können, müssen Wissenschaftler die Wechselwirkung zwischen Elektronen und Atomgitter detailliert verstehen. Forscher die am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Universität Hamburg tätig sind, haben nun einen wichtigen Teilprozess der Wechselwirkung der Elektronen mit den so genannten Phononen, den Quasiteilchen der atomaren Gitterschwingung, aufgeklärt. Dabei konnten sie zeigen, wie und vor allem mit welcher Effizienz Elektronen eine ihrer fundamentalsten Eigenschaften, den so genannten Drehimpuls, mit den Phononen austauschen können. Ihre Ergebnisse hat das Team um Professor Alexander Föhlisch, Leiter des HZB-Instituts für „Methoden und Instrumentierung der Synchrotronstrahlung“, und Professor Wilfried Wurth von der Universität Hamburg jetzt in der Fachzeitschrift „Physical Review Letters“ publiziert. Den Nachweis und die Quantifizierung dieses Effekts führten das Team an einem klassischen Modellsystem durch, dessen physikalische Eigenschaften sehr genau bekannt sind: Silizium. An der Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II des HZB bestrahlten sie Siliziumkristalle mit Röntgenstrahlung und maßen dann hochpräzise die Energie der an der Probe gestreuten Lichtteilchen, der Photonen. Die Analyse der Ergebnisse dieser auch als resonante inelastische Röntgenstreuung bezeichneten Methode erlaubte es nun, die Wahrscheinlichkeit eines sogenannten Drehimpulstransfers zwischen Phonon und Elektron genau zu bestimmen. Der Effekt ist klein - in Silizium etwa 50 Mal kleiner als die bekannte dominierende klassische Elektronen-Phononen Wechselwirkung, bei der kein Drehimpuls übertragen werden kann –, weil die Phononen nur in seltenen ausgewählten Situationen zu einem Drehimpulsübertrag in der Lage sind. Die zur genauen Vermessung notwendige Sensitivität erreichten die Wissenschaftler durch die Kopplung der „Hamburg Inelastic X-ray scattering station“ (HIXSS) mit der hochbrillanten Synchrotronstrahlung des Speicherrings BESSY II. „Das Resultat unserer Messung ist ein wichtiger Baustein auf dem Weg zu einem besseren Verständnis der komplizierten Kopplungen zwischen Atomgitter und den drei wichtigen Eigenschaften der Elektronen – dem Spin, dem Bahndrehimpuls und der Ladung“, sagt Alexander Föhlisch: „Technologisch bedeutsame Materialeigenschaften wie schnelle Magnetisierungsprozesse können wir somit besser erklären.“ Um diese Untersuchungen zukünftig in idealer Weise am Helmholtz-Zentrum Berlin zu ermöglichen, befindet sich der neue RICXS Messplatz am Speicherring BESSY II im Aufbau. Zukünftig wird dort resonante inelastische Röntgenstreuung hoher Energie und Impulsauflösung bei höchster Transmission durchgeführt werden. Mehr dazu in der Originalveroeffentlichung: M. Beye, F. Hennies, M. Deppe, E. Suljoti, M. Nagasono, W. Wurth, A. Foehlisch, Dynamics of Electron-Phonon Scattering: Crystal- and Angular-Momentum Transfer Probed by Resonant Inelastic X-Ray Scattering, Phys. Rev. Lett. 103 (2009), 237401.
- Spinone - eingeschlossen wie Quarks
Phänomen aus der Teilchenphysik erstmals in fester Materie nachgewiesen
Der Begriff „Confinement” (räumlicher Einschluss) ist für die moderne Physik von zentraler Bedeutung. Er besagt, dass bestimmte Teilchen nicht isoliert vorkommen. Ganz offensichtlich ist dieses Bauprinzip am Beispiel der Quarks zu erkennen, den Elementarteilchen, aus denen die Protonen und Neutronen bestehen. Prof. Bella Lake vom Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) hat nun zusammen mit einer Gruppe internationaler Wissenschaftler im Experiment nachgewiesen, dass das Prinzip des „Confinement“ auch in kondensierter Materie existiert.
- Hervorragende Arbeiten zur Forschung mit Synchrotronstrahlung ausgezeichnetAuf dem ersten gemeinsamen Treffen von Nutzern des Forschungsreaktors BER II und des Synchrotrons BESSY II´ am 12./13. November hat der Freundeskreis Helmholtz-Zentrum Berlin e. V. traditionell den „Ernst-Eckhard-Koch-Preis“ und den „Innovationspreis für Synchrotronstrahlung“ verliehen.
- MAXYMUS - Neue Einsichten mit Röntgenblitzen
Das derzeit modernste Rasterröntgenmikroskop wird vom Stuttgarter Max-Planck-Institut für Metallforschung am Helmholtz-Zentrum Berlin eingeweiht; Experten treffen sich zum Workshop über Röntgenmikroskopie Stuttgart/Berlin: Am 10. und 11. November weiht das Stuttgarter Max-Planck-Institut für Metallforschung (MPI-MF) im Rahmen des internationalen Workshops „New Frontiers in Soft X-Ray Microscopy“ feierlich sein neues Rasterröntgenmikroskop MAXYMUS an der Berliner Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II ein. Unter der Schirmherrschaft von Professor Dr. Anke Rita Kaysser-Pyzalla, Wissenschaftliche Geschäftsführerin am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), Professor Dr. Gisela Schütz, Direktorin der Abteilung „Moderne magnetische Materialien“ am MPI-MF und Dr. Brigitte Baretzky, Projektleiterin am MPI-MF treffen sich zahlreiche hochrangige Experten aus aller Welt, um über die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Röntgenmikroskopie zu diskutieren.
- Über 300 Wissenschaftler bei der SRF 2009 in BerlinInternationale Konferenz zum Thema HF-Supraleitung und Beschleunigerphysik war erfolgreich
- Orbital 2009 - internationaler Workshop am HZBAm 7. und 8. Oktober 2009 findet am Helmholtz-Zentrum Berlin am Standort Adlershof der Workshop "Orbital 2009" mit 95 Teilnehmern aus aller Welt statt.
- Zweifacher Erfolg für das HZB bei der SAS-Konferenz
SAS-Konferenz im Jahr 2015 in Berlin!
Die internationale Konferenz „Small Angle Scattering“ (SAS) wird im Jahr 2015 in Berlin stattfinden. Das entschied sich während der SAS2009, die vom 13. bis 18. September in Oxford stattfand. Bei der SAS-Konferenzreihe steht die Forschung zu zerstörungsfreien Strukturcharakterisierungs-Methode der Kleinwinkelstreuung („Small Angle Scattering“) im Vordergrund, mit denen sich komplexe Materialsysteme untersuchen lassen . Die SAS-Konferenz ist eine ideale Plattform, Röntgen- wie auch Neutronenanwendungen in verschiedenen Forschungsdisziplinen zu verknüpfen. Die Ausrichtung der SAS2015 eröffnet somit gute Möglichkeiten sowohl den Wissenschaftsstandort Berlin weiter in den Mittelpunkt der internationalen Wissenschaftsgemeinde zu rücken als auch die Forschungsinfrastruktur des HZB und seiner Förderung der komplementären Anwendung von Photonen und Neutronen. Das HZB bewarb sich in Kooperation mit dem Stranski-Institut der Technischen Universität Berlin und dem Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung für die Ausrichtung der SAS2015 und überzeugte mit seinem Konzept. Von 260 Wählern hatten etwa 70% für Sydney als Austragungsort im Jahr 2012 in Kombination mit Berlin als Ort für die SAS2015 gestimmt. Zur Wahl für die Ausrichtung der SAS-Konferenzen, die in der Regel alle 3 Jahre tagt, standen Sydney, Knoxville und Berlin. Federführend bei der Vorbereitung und Durchführung der erfolgreichen Bewerbung waren Professor Dr. Peter Fratzl (Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung) als Vortragender, Professor Dr. M. Gradzielski (TU Berlin), Dr. Stephan Roth (DESY), Dr. Daniel Clemens (HZB), Dr. Armin Hoell (HZB) sowie die Kommunikationsabteilung des HZB.
- Kristallisationspunkt für NachwuchswissenschaftlerWorkshop zur synchrotron-basierten biologischen Strukturforschung am HZB in Adlershof
- Neues Kapitel für Forschung mit SynchrotronstrahlungBerliner Nachwuchswissenschaftler erweitert das Anwendungsspektrum für Röntgenmethoden und erhält renommierte Auszeichnung. Dr. Emad Flear Aziz Bekhit vom Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) erhält den diesjährigen Dale Sayers Preis - eine Auszeichnung, mit der die internationale Gesellschaft für Röntgenabsorption (IXAS) alle drei Jahre erfolgreiche Nachwuchswissenschaftler ehrt.
Der Preis wird am 31. Juli in Camerino (Italien) verliehen während der weltgrößten Konferenz für Forschung mit Röntgenstrahlen. Mit dem Preis - HZB organisiert erfolgreich ersten Internationalen ASAXS-WorkshopHZB organisiert erfolgreich ersten Internationalen ASAXS-Workshop
- BEST - Eigene Strahllinie für studentische Nachwuchsforscher bei BESSY II eingeweihtDie BEST-Experimentierplätze wurden ins Leben gerufen, um Studierende und junge Wissenschaftler in das Experimentieren mit Synchrotronstrahlung einzuführen und weiter zu qualifizieren; aber auch Master- und Doktorarbeiten sind vorgesehen. Prof. Dr. Recardo Manzke (HU), der am Aufbau der Beamline maßgeblich beteiligt war, informierte in über Hintergründe und Besonderheiten von BEST. Weltweit einmalig entsprechen Betreuung und Ausstattung dem neuesten technischen Standard und sind speziell auf die Bedürfnisse der Nachwuchswissenschaftler abgestimmt. BEST besteht aus einem hochauflösenden 5-Meter-Monochromator und zwei leistungsstarken Experimentierstationen. Die verwendeten Spektrometer entsprechen höchsten Anforderungen und ermöglichen so eine international konkurrenzfähige Forschung.
- Ultrakurze Schnappschüsse von Atombewegungen
Helmholtz-Zentrum Berlin und Uni Potsdam starten erste gemeinsame Forschergruppe unter der Leitung von Professor Bargheer
Berlin/Potsdam, 31. März 2009̶ Zum Start des Sommersemesters richtet das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) die erste gemeinsame Forschergruppe mit der Universität Potsdam ein. Die Leitung der Gruppe übernimmt der Physiker Professor Dr. Matias Bargheer, der am 1. April 2009 zum W3-Professor für „Ultraschnelle Dynamik kondensierter Materie“ an der Universität Potsdam (UP) ernannt wird. Diese Berufung der UP in Kooperation mit dem HZB und dem Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung steht für die enge Verbindung von Universität und außeruniversitären Forschungseinrichtungen im Rahmen des neuen Potsdamer Forschungsnetzwerks „pearls“. Die Finanzierung der Gruppe durch das HZB, zu der ein Doktorand und zwei Postdocs gehören, ist auf fünf Jahre angelegt. Im Sinne der Verbundidee von „pearls“ (s.u.) werden sich die Postdocs der Gruppe an der Betreuung externer Nutzer an den Beamlines von Bessy II beteiligen.
- Emad Flear Aziz Bekhit erhält den Ernst-Eckhard-Koch-PreisFür seine Doktorarbeit an der Freien Universität Berlin hat Emad Flear Aziz Bekhit heute den Ernst-Eckhard-Koch-Preis erhalten. Emad Aziz hat eine Experimentierkammer gebaut, mit denen er wässrige Proben im Ultrahochvakuum spektroskopisch untersuchen kann. Die Kammer hat den Namen LIQUIDROME und ist schon nach kurzer Zeit zu einem beliebten Werkzeug in der BESSY II Methodensammlung geworden.
- Spot an – vor 10 Jahren ging die Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II in Betrieb
Am 4. September 1998 nahmen der damalige Forschungsminister Jürgen Rüttgers, Berlins Regierender Bürgermeister Eberhard Diepgen und die beiden Geschäftsführer der BESSY GmbH, Eberhard Jaeschke und Wolfgang Gudat, die zu dem Zeitpunkt modernste Synchrotronstrahlungsquelle der Welt in Betrieb. .„BESSY II sollte ein Kristallisationskern für den neuen Wissenschaftsstandort Berlin-Adlershof werden“, erinnert sich Hermann Schunck, damals Mitglied im Aufsichtsrat bei BESSY, an die Planungsphase. Eine Strategie, die Erfolg zeigte.
- Towards imaging ultrafast evolution in a single shot
Research carried out by BESSY scientists in collaboration with colleagues from SLAC and SOLEIL has been featured as Editors’ Choice in the Nov. 23 issue of the Science Magazine. In the Optics Letters article by W. F. Schlotter et al., multiplexed x-ray holograms generated simultaneously from many objects are presented. The feasibility of this approach implies that ultrafast pump-probe time sequences can be recorded with free electron x-ray lasers in this way.
- Qumran-Rollen vom Toten Meer an BESSY II untersucht
Antike Schriftstücke vor dem Verfall zu bewahren oder sie zu restaurieren ist eine Kunst für sich. Um sie auszuüben, ist es von enormer Bedeutung herauszufinden, wie beispielsweise Pergament durch bestimmte Tinten über die Jahrhunderte zerstört wird; und wie dies zu vermeiden wäre. Für solche Untersuchungen ist Röntgenstrahlung ein hervorragendes Werkzeug. Um diese Forschungsarbeiten zu unterstützen, hat BESSY nun einen Röntgenmessplatz so ausgestattet, dass auch sehr empfindliche Objekte, wie antike Pergamentrollen oder Gemälde auf Leinwand oder Holz untersucht werden können, ohne dabei Schaden zu nehmen.
- Untersuchungen selbstorganisierter Nanostrukturen bei BESSY mit Carl-Ramsauer-Preis ausgezeichnet
Der Physiker Dr. Andrei Varykhalov hat Quantenphänomene in seiner Dissertation studiert, seine Untersuchungen führte er am Berliner Elektronenspeicherring BESSY durch. Für seine Arbeit mit dem Titel Quanteneffekte in der elektronischen Struktur neuer selbstorganisierter Systeme mit reduzierter Dimensionalität wird er von der Physikalischen Gesellschaft zu Berlin mit dem Carl-Ramsauer-Preis ausgezeichnet.
- Bestnoten für das BESSY FEL Projekt
Der Wissenschaftsrat hat in seiner heute vorgestellten Stellungnahme zu zwei Großgeräten der naturwissenschaftlichen Grundlagenforschung die Förderung des BESSY Freie Elektronen Lasers unter Auflagen empfohlen. Es gäbe derzeit keine Initiative, die sich in Bezug auf die technischen Rahmenbedingungen und der wissenschaftlichen Kompetenz des Teams mit dem BESSY Projekt vergleichen ließe, so die Gutachter weiter.