Neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe am HZB
Felix Büttner hat am Brookhaven National Laboratory eine Holographie-Kammer aufgebaut. © privat
Ab 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.
Nach einem harten Auswahlverfahren hat Dr. Felix Büttner eine Förderung durch die Helmholtz-Gemeinschaft erhalten, um seine eigene Forschungsgruppe aufzubauen. Zuletzt hatte er als Postdoktorand am Massachusetts Institute of Technology in Boston zu magnetischen Quantenmaterialien geforscht. Er ist in Fachkreisen durch zahlreiche hochwertige Publikationen bekannt.
Büttner möchte an der Synchrotronquelle BESSY II des HZB eine neue hochauflösende Technik entwickeln, mit der sich komplexe magnetische Strukturen unter Realbedingungen bei Raumtemperatur abbilden und untersuchen lassen. Dabei handelt es sich um antiferromagnetische topologische Solitonen, die in bestimmten Materialien auftreten und als interessante Kandidaten für extrem energieeffiziente Datenspeicher gelten. „Bisher gibt es in der Forschung zu antiferromagnetischen Solitonen aus Mangel an geeigneten Messtechniken wenig Fortschritte“, erklärt Büttner: „Das HZB bietet die nötigen hochkomplexen Instrumente und führende Expertise in all diesen Bereichen und ist daher das perfekte Umfeld für dieses anspruchsvolle Projekt.“
- 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.