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“.
- Batterieforschung: Alterungsprozesse operando sichtbar gemachtLithium-Knopfzellen mit Elektroden aus Nickel-Mangan-Kobalt-Oxiden (NMC) sind sehr leistungsfähig. Doch mit der Zeit lässt die Kapazität leider nach. Nun konnte ein Team erstmals mit einem zerstörungsfreien Verfahren beobachten, wie sich die Elementzusammensetzung der einzelnen Schichten in einer Knopfzelle während der Ladezyklen verändert. An der Studie, die nun im Fachjournal Small erschienen ist, waren Teams der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), der Universität Münster sowie Forschende der Forschungsgruppe SyncLab des HZB und des Applikationslabors BLiX der Technischen Universität Berlin beteiligt. Ein Teil der Messungen fand mit einem Instrument im BLiX-Labor statt, ein weiterer Teil an der Synchrotronquelle BESSY II.
- Neues Instrument bei BESSY II: Die OÆSE-Endstation in EMILAn BESSY II steht nun ein neues Instrument zur Untersuchung von Katalysatormaterialien, Batterieelektroden und anderen Energiesystemen zur Verfügung: die Operando Absorption and Emission Spectroscopy on EMIL (OÆSE) Endstation im Energy Materials In-situ Laboratory Berlin (EMIL). Ein Team um Raul Garcia-Diez und Marcus Bär hat die Leistungsfähigkeit des Instruments an elektrochemisch abgeschiedenem Kupfer demonstriert.
- Grüner Wasserstoff: Käfigstruktur verwandelt sich in effizienten KatalysatorClathrate zeichnen sich durch eine komplexe Käfigstruktur aus, die auch Platz für Gast-Ionen bietet. Nun hat ein Team erstmals untersucht, wie gut sich Clathrate als Katalysatoren für die elektrolytische Wasserstoffproduktion eignen. Das Ergebnis: Effizienz und Robustheit sind sogar besser als bei den aktuell genutzten Nickel-basierten Katalysatoren. Dafür fanden sie auch eine Begründung. Messungen an BESSY II zeigten, dass sich die Proben während der katalytischen Reaktion strukturell verändern: Aus der dreidimensionalen Käfigstruktur bilden sich ultradünne Nanoblätter, die maximalen Kontakt zu aktiven Katalysezentren ermöglichen. Die Studie ist in „Angewandte Chemie“ publiziert.