Auf einer internationalen Konferenz in Berlin diskutierten Forscher Möglichkeiten des zeitaufgelösten Messens mit Röntgenstrahlung
Wissenschaftler aus aller Welt diskutierten fachübergreifend über Möglichkeiten des zeitaufgelösten Messens mit Rötgenstrahlung.
Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer
Beim Abendessen auf dem Berliner Fernsehturm hatten die Forscherinnen und Forscher Gelegenheit, sich persönlich kennenzulernen und auszutauschen.
Das Helmholtz-Virtuelle Institut „Dynamic pathways in multidimensional landscapes“ strebt ganzheitlichen Blick auf Materialeigenschaften an
Im Herzen von Berlin trafen sich 85 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu einer internationalen Konferenz, um sich im Rahmen des Helmholtz Virtuellen Instituts „Dynamic pathways in multidimensional landscapes“ miteinander zu vernetzen und Impulse für die weitere Forschung zu gewinnen. Der Fokus lag auf der Untersuchung von ultraschneller Dynamik in einem weiten Materialspektrum von Molekülen bis hin zu Nanostrukturen und stark korrelierten Festkörpern. Die Konferenz fand vom 16. bis 20. September im Magnus-Haus der Deutschen Physikalischen Gesellschaft in Berlin statt.
Die Forscher streben mithilfe von Röntgenmethoden nach einem ganzheitlichen Blick auf die Eigenschaften der verschiedenen Systeme, welche durch die Wechselwirkung der internen Freiheitsgrade untereinander und mit der Umwelt bestimmt werden. Die eingeladenen Vorträge deckten die ganze Bandbreite ab – von experimentellen Aspekten bis hin zu theoretischen Modellen.
Die verschiedenen Experten im Rahmen einer Konferenz zu vernetzen, war ein wichtiges Anliegen des Virtuellen Instituts. So waren Forscher aller zurzeit verfügbaren Freie Elektronenlaser (FEL) im Röntgenbereich vertreten. Die FELs haben sich in den letzten Jahren als wichtigstes Tool für die Erforschung ultraschneller Dynamik in Materie mittels Röntgenmethoden etabliert. Prof. Jo Stöhr vom SLAC National Accelerator Laboratory (Kalifornien, USA) referierte in einem begeisternden Vortrag über die prinzipiellen Unterschiede in der Wechselwirkung von Synchrotron- bzw. FEL-Röntgenlicht mit Materie.
Er wird zusätzlich am 9. Dezember 2013 im Rahmen einer Distinguished Lecture am Helmholtz-Zentrum Berlin sprechen.
Das Programm der Konferenz beinhaltete wissenschaftliche Sessions zu spezifischen Materialklassen und experimentellen Techniken. Die Schwerpunktthemen waren:
- Quanten-Materialien, Magnetismus und korrelierte Festkörper
- Moleküldynamik in Physikalischer Chemie und Katalyse
- Wechselwirkung von Röntgenphotonen und Materie
-Strukturanalyse auf atomarer Ebene mit kohärenter Streuung, Beugung und Abbildung
Als besonderen Erfolg werteten die Teilnehmer die Posterausstellung, bei der 26 Beiträge von Nachwuchsforschern eingereicht wurden. Die Poster untermauerten die thematische Bandbreite des Virtuellen Instituts eindrucksvoll und regten zu Diskussionen an.
Im Helmholtz Virtuellen Institut „Dynamic pathways in multidimensional landscapes“ erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von HZB, DESY und zweier deutscher Universitäten gemeinsam mit nationalen und internationalen Partnern komplexe Materialien. Sprecher des Helmholtz-Virtuellen Instituts ist Prof. Dr. Alexander Föhlisch. Er leitet am Helmholtz-Zentrum Berlin das Institut „Methoden und Instrumentierung der Forschung mit Synchrotronstrahlung“.
- Katalyseforschung mit dem Röntgenmikroskop an BESSY IIAnders als in der Schule gelernt, verändern sich manche Katalysatoren doch während der Reaktion: So zum Beispiel können bestimmte Elektrokatalysatoren ihre Struktur und Zusammensetzung während der Reaktion verändern, wenn ein elektrisches Feld anliegt. An der Berliner Röntgenquelle BESSY II gibt es mit dem Röntgenmikroskop TXM ein weltweit einzigartiges Instrument, um solche Veränderungen im Detail zu untersuchen. Die Ergebnisse helfen bei der Entwicklung von innovativen Katalysatoren für die unterschiedlichsten Anwendungen. Ein Beispiel wurde neulich in Nature Materials publiziert. Dabei ging es um die Synthese von Ammoniak aus Abfallnitraten.
- BESSY II: Magnetische „Mikroblüten“ verstärken Magnetfelder im ZentrumEine blütenförmige Struktur aus einer Nickel-Eisen-Legierung, die nur wenige Mikrometer misst, kann Magnetfelder lokal verstärken. Der Effekt lässt sich durch die Geometrie und Anzahl der „Blütenblätter“ steuern. Das magnetische Metamaterial wurde von der Gruppe um Dr. Anna Palau am Institut de Ciencia de Materials de Barcelona (ICMAB) mit Partnern aus dem CHIST-ERA MetaMagIC-Projekts entwickelt und nun an BESSY II in Zusammenarbeit mit Dr. Sergio Valencia untersucht. Die Mikroblüten ermöglichen vielfältige Anwendungen: Sie können die Empfindlichkeit magnetischer Sensoren erhöhen, die Energie für die Erzeugung lokaler Magnetfelder reduzieren, und am PEEM-Messplatz an BESSY II die Messung von Proben unter deutlich höheren Magnetfeldern ermöglichen.
- Innovative Batterie-Elektrode aus Zinn-SchaumMetallbasierte Elektroden in Lithium-Ionen-Akkus versprechen deutlich höhere Kapazitäten als konventionelle Graphit-Elektroden. Leider degradieren sie aufgrund von mechanischen Beanspruchungen während der Lade- und Entladezyklen. Nun zeigt ein Team am HZB, dass ein hochporöser Schaum aus Zinn den mechanischen Stress während der Ladezyklen deutlich besser abfedern kann. Das macht Zinn-Schäume als potentielles Material für Lithium-Batterien interessant.