Energie-Materialien: Dr. Catherine Dubourdieu baut Institut "Funktionale Oxide für die energieeffiziente Informationstechnologie" auf
Dr. Catherine Dubourdieu ist Expertin für die Integration funktionaler Oxide auf Halbleitern. Foto: privat
Das 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.
Die Physikerin gilt als internationale Expertin auf diesem Gebiet. Nach Stationen in Frankreich und den USA wird Dr. Catherine Dubourdieu nun am HZB an funktionalen Oxiden forschen. Darunter versteht man Dünnschichten aus Metalloxiden, die als besonders interessante Materialklasse für energieeffiziente Bauelemente gelten. Stapelt man dünne Schichten aus verschiedenen Metalloxiden übereinander, zeigen diese „Sandwich-Strukturen“ ganz neue mechanische, optische und elektromagnetische Eigenschaften.
An der Synchrotronquelle BESSY II steht Dr. Catherine Dubourdieu eine große Vielfalt an Instrumenten für die Energie-Material-Forschung zur Verfügung. Sie sind Werkzeuge, um Prozesse in Energie-Materialien in situ or in operando zu analysieren. Insbesondere wird Frau Dubourdieu eine eigene Synthese- und Analysekammer im EMIL-Labor (Energy Materials In situ Laboratory) installieren. Die Physikerin ist auch am Aufbau der Helmholtz Energy Materials Foundry (HEMF) am HZB beteiligt. Dort werden modernste Labore für die Materialsynthese entstehen, die auch von externen Forscherinnen und Forschern genutzt werden können.
Dr. Catherine Dubourdieu wird eng mit anderen HZB-Teams zusammenarbeiten, die Materialsysteme für die Informationstechnologie untersuchen, vor allem mit dem Institut „Quantenphänomene in neuen Materialien“ und der Abteilung „Neue Materialien für grüne Spintronik“.
Ihr Antrittsvortrag findet am 23. Juni um 13 Uhr am Lise-Meitner-Campus Wannsee statt.
Zur Person:
Dr. Catherine Dubourdieu hat in Grenoble studiert und in Physik promoviert. Nach einem Postdoc-Aufenthalt am Stevens Institute of Technology in Hoboken (New Jersey) forschte sie bis 2009 am Laboratoire des Matériaux et du Génie Physique (LMGP) des CNRS in Grenoble. Zwischen 2009 und 2012 war sie Gastforscherin IBM T.J. Watson Research Center in Yorktown Heights (NY, USA). Dort arbeitete sie auf dem Gebiet der monolithischen Integration von ferroelektrischen Oxiden in Silizium mit dem Ziel, energiesparende logische Bauelemente herzustellen. Im Juni 2012 wechselte sie an das Institut „Nanotechnologies de Lyon“ des CNRS und forschte weiter an Projekte zu funktionalen Oxiden.
Über die Helmholtz-Rekrutierungsinitiative:
Mit der Helmholtz-Rekrutierungsinitiative will die Forschungsorganisation gemeinsame Berufungen mit Universitäten stärken und herausragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fördern. Auswahlkriterien sind u.a. eine international herausragende Exzellenz und ein internationaler Hintergrund. Die Hälfte der geförderten Personen sind Wissenschaftlerinnen.
- 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.
- 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.