Beitrag von Helmholtz Information

Was ich heute zum Thema #Technologie und #Innovation lese. Ein Beitrag von #: Mit integriertem Licht zu den Computern der Zukunft - Pro Physik Bestimmt relevant für einige Kollegen bei #Schattdecor und #MyMineralMix !

🧠 Bereit für ein neues Quäntchen Wissen?   🔦 Anders als Laser, die Licht im sichtbaren Spektrum emittieren, bietet der Quantenkaskadenlaser die Möglichkeit, Infrarotlicht (> 2500 nm) zu erzeugen. Die Funktion lässt sich nur quantenmechanisch verstehen und kann für die Detektion von Gasen und Molekülen verwendet werden.   ⚛ Ein Quantenkaskadenlaser ist aus einer Reihe von Schichten aus Halbleitermaterial aufgebaut, die genau aufeinander abgestimmt sein müssen, damit sich eine Art Treppenstruktur aus Energieniveaus ergibt. Diese Struktur kann ein Elektron Stufe für Stufe herabfallen und sendet jedes Mal ein Photon aus.   Der Quantenkaskadenlaser ergibt sich somit aus mehreren Erkenntnissen der Quantenmechanik: 1️⃣ Zum einen müssen die Schichten exakte Dicken und Materialzusammensetzungen aufweisen, um die gewünschten Energieniveaus zu erhalten. 2️⃣ Zum anderen ergibt sich erst aus der Quantenmechanik, dass die Elektronen durch „dünne“ Schichten hindurchtunneln können und somit eine ganze Kaskade an Photonen derselben Wellenlänge erzeugen können.   💡 Die Idee solch eines Lasers wurde zunächst von Kazarinov und Suris 1971 vorgeschlagen und schließlich 1994 in den Bell Laboratorien demonstriert. Die Lichtemission im mittleren Infrarot ist für Anwendungen wie die Spurengasanalyse, oder die Freistrahlkommunikation geeignet.   #QuäntchenWissen #Laser #Quantentechnologien    Bild: © VDI Technologiezentrum GmbH

🌌 #FISFreitag: FLASH Willkommen zu unserem FIS-Freitag, an dem wir eine #Forschungsinfrastruktur (#FIS) vorstellen, die durch das #ErUM-Programm (Erforschung von Universum und Materie) gefördert wird. Heute im Fokus: #FLASH - der weltweit erste Freie-Elektronen-Laser (#FEL) im weichen Röntgenbereich und UV-Bereich.   🌟 Was macht FLASH so besonders? Dieser FEL-Pionier, der sich auf dem #DESY-Campus in Hamburg befindet, nutzt die Fortschritte der #Elektronenbeschleunigungstechnologie und erzeugt ultrakurze, intensive Lichtblitze. Dafür werden winzige Bündel aus Elektronen entlang einer 260 Meter langen Beschleunigerstrecke auf fast #Lichtgeschwindigkeit gebracht und anschließend auf einen Slalom-Kurs geschickt, wo sie die Lichtpulse abstrahlen.   🔬 Was lässt sich mit FLASH erforschen? Die Lichtpulse ermöglichen die Untersuchung von biologischen Zellen oder winzigen Staubpartikeln bei Verbrennungsprozessen. Zudem erlauben extrem gebündelte und ultrakurze Lichtblitze es Forschenden, den Elektronentransport in Materialien und chemische Reaktionen im #Nanokosmos zu untersuchen. Insgesamt liefert FLASH nicht nur hochpräzise Bilder von winzigen Strukturen, sondern ermöglicht auch, Prozesse auf extrem kleinen Zeitskalen zu verfolgen. Eine wahrhaftige Super-Slow-Motion Kamera für die Erforschung des Unvorstellbaren!   ⚡ Die aktuelle #ErUM-Projektförderung an FLASH Die ErUM-Projektförderung an FLASH konzentriert sich darauf, die #Forschung mit diesem #Großgerät zu optimieren. Es braucht Präzision um die Lichtblitze so auszurichten, dass genaue Messungen und Beobachtungen durchgeführt werden können. Deshalb unterstützen wir im Auftrag des Bundesministerium für Bildung und Forschung ein Forschungsprojekt, das eine #KI entwickelt, die künftig die Justage der optischen Komponenten zur Fokussierung von Röntgenblitzen noch präziser und sogar automatisiert ermöglichen soll.   💡 Mehr Erfahren Mehr spannende Infos zu FLASH gibt es unter: https://lnkd.in/ek9Aemhu

Ein Team der Friedrich-Schiller-Universität Jena hat eine bahnbrechende Mikro-Linse entwickelt, deren Lichtbrechung sich bei Gaseinwirkung verändert. Die Ergebnisse wurden in Nature Communications veröffentlicht. Die nur wenige Millimeter große optische Linse besteht aus einem innovativen Hybridglasmaterial mit einem dreidimensionalen Molekülgitter. Dieses einzigartige Material ermöglicht es der Linse, ihre Lichtbrechungseigenschaften zu ändern, wenn Gas absorbiert wird. Prof. Lothar Wondraczek erklärt: "Mit Unterstützung der Carl-Zeiss-Stiftung entwickeln wir multiresponsive Materialien. Die Linse bricht Licht je nach Gasabsorption unterschiedlich stark." Das Team um Doktorandin Oksana Smirvona und Dr. Alexander Knebel entwickelte einen speziellen Syntheseprozess und eine neuartige Formgebungsmethode für das empfindliche Material. Die Anwendungsmöglichkeiten dieser Innovation sind vielfältig. Sie reichen von logischen Schaltungen über effiziente Sensorik bis hin zu Gastrennung mit optischer Rückmeldung. Diese Technologie könnte Messverfahren in Zukunft effizienter, platzsparender und "intelligenter" gestalten. Diese Entwicklung markiert einen bedeutenden Fortschritt in der Nanotechnologie und Optik und unterstreicht die Spitzenforschung an der Universität Jena. #Forschung #Optik #Nanotechnologie #UniJena Dieser Beitrag beinhaltet Zitate und Inhalte aus einer am 26.06.2024 der Universität Jena veröffentlichten Meldung. Diese Nachrichtenmeldung im Original finden Sie hier: https://lnkd.in/eCt-kXem

Von OLED-TVs bis zu Solarzellen auf dem Dach – viele elektronische Geräte aus unserem Alltag erfüllen ihre Funktionen, indem Licht und die Materialien von Halbleitern in Wechselwirkung treten. Eine neuartige Klasse solcher Halbleiter basiert auf organischen Molekülen, die größtenteils aus Kohlenstoff aufgebaut sind. Die Wirkungsweise der organischen Halbleiter wird maßgeblich bestimmt durch ihr Verhalten in den ersten Augenblicken, nachdem Licht Elektronen anregt und sich sogenannte Exzitonen bilden. Forschende der Universitäten Göttingen, Graz, Kaiserslautern-Landau und Grenoble-Alpes haben erstmals sehr schnell und sehr präzise – in 0,000000000000001 Sekunden und auf 0,000000001 Meter genau – Bilder von solchen Exzitonen aufgenommen. Die Einblicke sind entscheidend, um effizientere Materialien mit organischen Halbleitern zu entwickeln. https://lnkd.in/ehh7UG4D Georg-August-Universität Göttingen, Universität Graz, Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU), Université Grenoble Alpes, Wiebke Bennecke, Peter Puschnig, Andreas Windischbacher, David Schmitt, Ralf Hemm, Daniel Steil, Marcel Reutzel

Um unser wissenschaftliches Verständnis zu erweitern, müssen wir oft so nah wie möglich an das Geschehen herankommen. Jetzt haben Forscher aus Japan das Verhalten von #Azopolymerfilmen im #Nanobereich beobachtet, während sie diese mit #Laserlicht auslösten. Forscher kombinieren Hochgeschwindigkeits-Atomkraftmikroskopie mit einer Laserlichtquelle: https://lnkd.in/euc5TSm3 Osaka University, Feng-Yueh Chan, Yasushi Inouye, Prabhat Verma

Extrem ultraviolettes Licht (EUV) ist der Schlüssel zu einer hochmodernen Massenproduktion der klassischen Elektronik, die die Informationsrevolution vorantreibt. Wissenschaftler des PSI, des University College London (UCL), der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) und der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) haben nun an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz (SLS) am PSI die ersten Experimente durchgeführt, um das Potenzial von EUV für die Herstellung von Quanten-Nanoelektronik auf Siliziumbasis zu demonstrieren, dem Baustein für wirklich skalierbare Quantencomputer. Auf dem sich rasch entwickelnden Gebiet der Halbleitertechnologien und des Quantencomputers haben Wissenschaftler Methoden entwickelt, um Geräte auf atomarer Ebene herzustellen. Die Herausforderung der Strukturierung von Bauteilen in großem Maßstab stellt jedoch nach wie vor ein erhebliches Hindernis dar. Eine traditionelle Methode ist das Rastertunnelmikroskop (STM), bei dem die hohe Stromdichte von Elektronen, die von einer scharfen Spitze getunnelt werden, dazu verwendet wird, Silizium mit atomarer Präzision zu strukturieren. Die Forschenden haben untersucht, ob das auch mit Photonen anstelle von Elektronen möglich ist. Ein Team unter der Leitung von Procopios Constantinou vom PSI und Associate Professor Steven Schofield vom UCL hat nun zum ersten Mal gezeigt, dass Wasserstoffatome von Siliziumoberflächen mit EUV statt mit einem STM gelöst werden können. Das schließt die Lücke zwischen der STM-Strukturierung auf atomarer Ebene und der industriellen Halbleiterfertigung im großen Maßstab. Paul Scherrer Institut PSI UCL Ecole polytechnique fédérale de Lausanne ETH Zürich Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation SBFI Bundesamt für Informatik und Telekommunikation BIT #ICT #Technologie #Fortschritt

#FISFreitag: IBC Willkommen zu unserem FIS-Freitag, wo wir herausragende #Forschungsinfrastrukturen (#FIS) beleuchten, die im Rahmen des #ErUM-Programms (Erforschung von #Universum und #Materie) unterstützt werden. Heute im Spotlight: das Ionenstrahlzentrum „Ion Beam Center“ (#IBC). 🌟 Was macht das IBC so besonders? Das #Ionenstrahlzentrum IBC am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), bietet hochmoderne Technologien zur Erzeugung und Nutzung von #Ionenstrahlen, die präzise und innovative Untersuchungen ermöglichen. Diese Infrastruktur eröffnet weitreichende Anwendungen in #Wissenschaft und #Industrie, von der Verbesserung von Materialien bis hin zur Analyse biologischer Wechselwirkungen. Besonders bemerkenswert ist dabei, dass etwa die Hälfte der Strahlzeit an die #Wirtschaft geht! 🔬 Was erforscht das IBC? Am IBC werden innovative Techniken in den Bereichen #Materialforschung, Halbleitertechnologie und Umwelt- und #Klimaforschung entwickelt. Im Bereich der Materialforschung beispielsweise ermöglicht die gezielte Ionenbestrahlung die Modifikation und Verbesserung der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Materialien, wodurch neue, leistungsfähigere Werkstoffe geschaffen werden können. In der #Halbleitertechnologie wird die Ionenstrahltechnik zur Optimierung von Halbleitermaterialien und -Komponenten eingesetzt, was zur Entwicklung fortschrittlicher elektronischer Bauteile, wie beispielsweise Kamerasensoren, führt. 🌱 Aktuelle ErUM-Projektförderung am IBC Mit dem Verbundvorhaben ELISE@IBC fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung die Erweiterung der Beschleuniger-Massenspektrometrie. Diese Methode dient der Bestimmung von Isotopenverhältnissen und ist somit in vielen Forschungsbereichen gefragt: Archäologie, Geologie, #Astrophysik, Medizin. Durch die geplante Instrumentierung sollen in Zukunft weitere #Radioisotope für Messungen zugänglich werden - weltweit ist dies bisher nur in wenigen Einrichtungen möglich. 🔗 Mehr erfahren Weitere spannende Infos zum IBC unter: https://lnkd.in/eT3gcEXi

Bahnbrechende Präzision in der Einzelmolekül-Optoelektronik Wissenschaftler*innen der Abteilung für Physikalische Chemie am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft haben eine innovative Entdeckung in der nanoskaligen #Optoelektronik gemacht, um eine beispiellose Kontrolle über das #Photoschalten einzelner Moleküle zu erreichen. Eine präzise Kontrolle über #Photoreaktionen auf atomarer Ebene ist entscheidend für die Verkleinerung und Optimierung elektronischer und photonischer Geräte. https://lnkd.in/e6WYH8gA #elektronischeGeräte #photonischeGeräte

Nach Monaten des Aufbaus starten wir unsere Forschungsprojekte mit unserem neuen 1,2 GHz NMR-Spektrometer am Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) : Der im neuen Gerät verwendete Magnet erreicht mit 28 Tesla das aktuell größtmögliche stabile Magnetfeld, was einer Resonanzfrequenz von 1,2 Gigahertz (GHz) entspricht. Möglich wird diese Frequenz, die 20 Prozent höher ist als die, die mit konventionellen Supraleitern erreichbar wäre, durch die Verwendung von Hochtemperatursupraleitern; perfekt um Struktur und Dynamik von komplexen biologischen Systemen zu erforschen! Das neue NMR-Gerät auf dem Campus Berlin-Buch ist eines von nur zehn, die bislang weltweit in Betrieb genommen wurden. Mehr dazu: https://lnkd.in/dgP-qkdn Bild v.l.n.r. Peter Schmieder, Han Sun, Adam Lange, Sigrid Milles, Hartmut Oschkinat #strukturbiologie #nmr #proteinstrukturen Campus Berlin-Buch GmbH