Topologische Isolatoren: Hochkarätiges Forschertreffen in Berlin
Hochkarätige Forscher trafen sich zur Fachtagung “New Trends in Topological Insulators 2014” am Gendarmenmarkt.
Vom 7. bis 10. Juli haben sich in Berlin 150 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler getroffen, um ihre neuesten Erkenntnisse auf dem Gebiet der topologischen Isolatoren auszutauschen.
Topologische Isolatoren sind neuartige Quantenmaterialien, die im Inneren elektrisch isolierend, an der Oberfläche jedoch wegen topologisch geschützter und spinpolarisierter elektronischer Zustände metallisch leitend sind.
Die Konferenz “New Trends in Topological Insulators 2014” führte zahlreiche herausragende Forscherinnen und Forscher nach Berlin. 20 erhielten eine Einladung als Vortragende, darunter Laurens W. Molenkamp (Leibniz-Preis, 2014), Yoichi Ando (Inoue Prize for Science, 2014), Zhi-Xun Shen (Buckley-Preis, 2011), Shoucheng Zhang (Buckley-Preis, 2012, zusammen mit Laurens W. Molenkamp).
Zu den Highlights der Tagung gehörten Themen wie optische Anregungen, verschränkte Elektron-Licht-Zustände, die Bedeutung korrelierter Elektronen sowie die direkte Abbildung von helikalen Kantenzuständen und von Majorana-Fermionen.
Das Forscher-Treffen im Gebäude der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften wurde von der DFG und dem Helmholtz-Zentrum Berlin finanziert. Oliver Rader vom HZB hatte die Veranstaltung gemeinsam mit Gustav Bihlmayer (Forschungszentrum Jülich) und Saskia Fischer (Humboldt-Universität) organisiert.
- Batterieforschung mit dem HZB-RöntgenmikroskopUm die Kapazität von Lithiumbatterien weiter zu steigern, werden neue Kathodenmaterialien entwickelt. Mehrschichtige lithiumreiche Übergangsmetalloxide (LRTMO) ermöglichen eine besonders hohe Energiedichte. Mit jedem Ladezyklus wird jedoch ihre Kapazität geringer, was mit strukturellen und chemischen Veränderungen zusammenhängt. Mit Röntgenuntersuchungen an BESSY II hat nun ein Team aus chinesischen Forschungseinrichtungen diese Veränderungen erstmals experimentell mit höchster Präzision vermessen: Mit dem einzigartigen Röntgenmikroskop konnten sie morphologische und strukturelle Entwicklungen auf der Nanometerskala beobachten und dabei auch chemische Veränderungen aufklären.
- BESSY II: Neues Verfahren für bessere ThermokunststoffeUmweltfreundliche Thermoplaste aus nachwachsenden Rohstoffen lassen sich nach Gebrauch recyclen. Ihre Belastbarkeit lässt sich verbessern, indem man sie mit anderen Thermoplasten mischt. Um optimale Eigenschaften zu erzielen, kommt es jedoch auf die Grenzflächen in diesen Mischungen an. Ein Team der Technischen Universität Eindhoven in den Niederlanden hat nun an BESSY II untersucht, wie sich mit einem neuen Verfahren aus zwei Grundmaterialien thermoplastische „Blends“ mit hoher Grenzflächenfestigkeit herstellen lassen: Aufnahmen an der neuen Nanostation der IRIS-Beamline zeigten, dass sich dabei nanokristalline Schichten bilden, die die Leistungsfähigkeit des Materials erhöhen.
- Wasserstoff: Durchbruch bei Alkalischen Membran-ElektrolyseurenEinem Team aus Technischer Universität Berlin, Helmholtz-Zentrum Berlin, Institut für Mikrosystemtechnik der Universität Freiburg (IMTEK) und Siemens Energy ist es gelungen, eine hocheffiziente alkalische Membran-Elektrolyse Zelle erstmals im Labormaßstab in Betrieb zu nehmen. Das Besondere: Der Anodenkatalysator besteht dabei aus preisgünstigen Nickelverbindungen und nicht aus begrenzt verfügbaren Edelmetallen. An BESSY II konnte das Team die katalytischen Prozesse durch operando Messungen im Detail darstellen, ein Theorie Team (USA, Singapur) lieferte eine konsistente molekulare Beschreibung. In Freiburg wurden mit einem neuen Beschichtungsverfahren Kleinzellen gebaut und im Betrieb getestet. Die Ergebnisse sind im renommierten Fachjournal Nature Catalysis publiziert.