Beitrag von Nucleus Jena

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

#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

Eine optische Linse, die Gas spürt: Ein Forschungsteam der Universität Jena hat eine wenige Millimeter große optische Linse entwickelt, deren Lichtbrechungsverhalten sich ändert, wenn Gas anwesend ist. Die Doktorandin Oksana Smirnova untersucht optische Mikrolinsen aus Hybridgläsern. © Jens Meyer (Universität Jena) Wie die Forschenden im Fachblatt „Nature Communications“ berichten, wird dieses „intelligente“ Verhalten der Mikro-Linse durch das Hybridglasmaterial ermöglicht, aus dem sie besteht. Die Molekülstruktur der Linse besteht aus einem dreidimensionalen Gitter, in dessen Hohlräume Gasmoleküle aufgenommen werden können – was sich wiederum auf die optischen Eigenschaften des Materials auswirkt. Multiresponsive Gläser „Mit Unterstützung der Carl-Zeiss-Stiftung entwickeln wir sogenannte multiresponsive Materialien“, erklärt Lothar Wondraczek, Professor für Glaschemie an der Universität Jena. „Am Beispiel der Hybridglas-Linse bedeutet das, dass sie das Licht stärker oder schwächer bricht, je nachdem ob in dem Linsenmaterial Gas absorbiert ist oder nicht.“ Die Herausforderung dabei war es, Methoden der klassischen Glasformgebung auf diese speziellen Materialien zu übertragen. „Die metallorganischen Gerüstverbindungen, die wir hier verwendet haben“, führt Wondraczek aus, „werden als Materialien zum Speichern oder Trennen von Gasen erforscht und entwickelt.“ Oksana Smirvona, Doktorandin und Erstautorin der Publikation, ergänzt: „Allerdings zersetzen sich die meisten dieser Substanzen, wenn sie erhitzt werden und können daher nur sehr schwer geformt werden.“ Gemeinsam mit Dr. Alexander Knebel, Nachwuchsgruppenleiter am Lehrstuhl für Glaschemie, mussten die Jenaer Forschenden zunächst einen geeigneten Syntheseprozess für hochreine Materialien entwickeln. Dann galt es, die optimalen Bedingungen zu identifizieren, unter denen das Material in die gewünschte Form gebracht werden kann. „Wir schmelzen das Material und überführen es dann in eine 3D-gedruckte Negativform, in der es gepresst wird. Innerhalb dieses Verfahrens lässt sich die gewünschte Form nahezu beliebig wählen“, erläutert die Chemikerin. „Wir haben bewusst die Linse als Form gewählt,“ erklärt sie weiter. Denn: „Bei einer Linse machen sich schon kleinste Verunreinigungen bemerkbar, da sie die optischen Eigenschaften direkt beeinflussen.“ Vielfältig formbar Mit diesem neuen Verfahren seien nun grundsätzlich sehr vielfältige Formen und Geometrien denkbar, die über die konkrete Anwendung als Mikro-Linsen hinausgehen, erklärt Wondraczek. „Weil diese multiresponsiven Materialien auf mehrere Einflüsse gleichzeitig reagieren, können sie zum Beispiel für logische Schaltungen benutzt werden“, beschreibt der Materialwissenschaftler mögliche Anwendungen solcher Bauteile. „Konkret bedeutet das, dass für die beobachtbare Reaktion zwei Bedingungen miteinander verknüpft werden“, erläutert er. „Wenn etwa ein… #Forschung #Linse

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

𝗡𝗲𝘂𝗲 𝗠𝗲𝘁𝗵𝗼𝗱𝗲 𝘇𝘂𝗿 𝗕𝗲𝘀𝘁𝗶𝗺𝗺𝘂𝗻𝗴 𝗱𝗲𝗿 #𝗔𝘂𝘀𝘁𝗮𝘂𝘀𝗰𝗵𝗲𝗻𝗲𝗿𝗴𝗶𝗲 𝗯𝗲𝗶 𝟮𝗗-𝗠𝗮𝘁𝗲𝗿𝗶𝗮𝗹𝗶𝗲𝗻: Forschende der Universität Basel haben untersucht, wie die ferromagnetischen Eigenschaften von Elektronen im zweidimensionalen Halbleiter Molybdändisulfid besser verstanden werden können. Sie zeigen, dass die Energie, die benötigt wird, um einen parallel ausgerichteten Elektronenspin umzudrehen, auf überraschend einfache Art gemessen werden kann. Ferromagnetismus ist ein wichtiges physikalisches Phänomen, das für viele Technologien zentral ist. Bekannt ist es von Metallen wie Eisen, Kobalt und Nickel, die bei Raumtemperatur magnetisch sind, weil ihre Elektronenspins parallel ausgerichtet sind. Erst bei sehr hohen Temperaturen verlieren diese Materialien ihre magnetischen Eigenschaften. 𝗟𝗲𝘀𝗲𝗻 𝗦𝗶𝗲 𝘄𝗲𝗶𝘁𝗲𝗿: https://lnkd.in/dufFbynU Nadine Leisgang, Dmitry Miserev, Hinrich M., Lukas Schneider, Lukas Sponfeldner, Kenji Watanabe, @Takashi Taniguchi, Martino Poggio, Richard Warburton

Eine neue Spektroskopie-Methode wurde an der TU Wien entwickelt: Mit Hilfe einer Serie von Lichtblitzen kann man chemische Analysen viel schneller und präziser durchführen als bisher. https://lnkd.in/dKSWjvNM

🔬🌐 Fortschritt in der Materialwissenschaft: Eine neue Studie, geleitet von Prof. Dr. Catherine Dubourdieu (Helmholtz-Zentrum Berlin und Helmholtz Information), zeigt signifikante Erkenntnisse über #Hafniumoxid-Dünnschichten auf. 💡 #Hafniumoxid, ein wesentliches Material in der #Mikroelektronik, weist ungewöhnliche ferro- und piezoelektrische Eigenschaften auf, die bedeutende Implikationen für die Informationsforschung haben könnten. Laut der Studie ist es möglich, die #Piezoelektrizität in Hf0,5Zr0,5O2-Dünnschichten durch Anwendung elektrischer Felder dynamisch zu modifizieren, was neue technologische Anwendungsfelder erschließt. 🔄 Ein weiteres bemerkenswertes Ergebnis ist die Vorzeichenumkehr des piezoelektrischen Effekts im gesamten Bereich eines Kondensators unter einem elektrischen Wechselfeld, was zuvor in der Materialwissenschaft als unerreichbar galt. 🌱 Diese Entdeckungen bieten faszinierende Optionen für die Entwicklung von Bauelementen mit elektromechanischen Funktionalitäten ohne die herkömmliche Einschränkung durch Piezoelektrizität, was unser Verständnis von Ferroelektrizität und deren Anwendung in der #Mikroelektronik und #Informationstechnologie tiefgreifend verändert. 🎉 Die internationale Kollaboration und die Anwendung von #Piezokraftmikroskopie (PFM) spielten eine Schlüsselrolle bei diesen Entdeckungen, die nicht nur die theoretische Landschaft bereichern, sondern auch praktische Anwendungen in der Technologie einen großen Schritt voranbringen. 🔗 Entdecken Sie die faszinierenden Erkenntnisse über #Hafniumoxid-Dünnschichten und ihre Anwendung in der Mikroelektronik und Informationsforschung. Lesen Sie den vollständigen Artikel (https://lnkd.in/eQZTXzSs) und folgen Sie uns auf unserem Blog von Helmholtz Information (https://lnkd.in/e73ZnQ3E).

𝗠𝗮𝗴𝗻𝗲𝘁𝗶𝘀𝗰𝗵 𝗱𝘂𝗿𝗰𝗵 𝗲𝗶𝗻𝗲 𝗣𝗿𝗶𝘀𝗲 𝗪𝗮𝘀𝘀𝗲𝗿𝘀𝘁𝗼𝗳𝗳: Magnetische zweidimensionale Schichten, die aus einer oder wenigen Atomlagen bestehen, sind erst seit kurzem bekannt und versprechen interessante Anwendungen, zum Beispiel für die #Elektronik der Zukunft. Bislang jedoch gelingt es noch nicht gut genug, die magnetischen Zustände dieser Materialien gezielt zu kontrollieren. Ein deutsch-amerikanisches Forschungsteam unter der Federführung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und der TU Dresden stellt nun eine originelle Idee vor, mit der sich dieses Manko beheben ließe – und zwar indem man die 2D-Schicht mit Wasserstoff reagieren lässt. Die Arbeitsgruppe präsentiert ihre Ergebnisse im Fachjournal Nano Letters. 𝗡𝗲𝘂𝗲 𝗜𝗱𝗲𝗲, 𝘂𝗺 𝗱𝗶𝗲 𝗘𝗶𝗴𝗲𝗻𝘀𝗰𝗵𝗮𝗳𝘁𝗲𝗻 𝘂𝗹𝘁𝗿𝗮𝗱ü𝗻𝗻𝗲𝗿 𝗠𝗮𝘁𝗲𝗿𝗶𝗮𝗹𝗶𝗲𝗻 𝘇𝘂 𝘃𝗲𝗿𝗯𝗲𝘀𝘀𝗲𝗿𝗻: https://lnkd.in/eVgSmQxU Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), Technische Universität Dresden, Rico Friedrich, Thomas Heine, Tom Barnowsky, Stefano Curtarolo, Simon R. Schmitt

Zum ersten Mal hat ein Forscherteam beobachtet, wie sich ein #Halbleitermaterial aktiv vom Verhalten eines Isolators zu dem eines Metalls und zurück in einer realen Bauelementeegeometrie umschaltet. Sie verwendeten dafür eine komplexe #Bildgebungstechnik. Die einzigartige Abbildung des Schaltvorganges in einem voll funktionsfähigen elektronischen Bauelement unter Verwendung von Röntgen-"Beugungsmikroskopie" zeigte überraschend auch Aktivitäten im Substrat unter dem Halbleiter. Die Entdeckung könnte laut dem Team von der Pennsylvania State University (USA) und dem Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik (Berlin, Deutschland) zu schnelleren und energieeffizienteren elektronischen Bauelementen führen. Die Forscher untersuchten das Halbleitermaterial Vanadiumdioxid (VO2), das großes Potenzial als elektronischer Schalter zeigt. Sie untersuchten auch, wie Vanadiumdioxid mit dem Substratmaterial Titandioxid interagiert und waren überrascht zu entdecken, dass es eine aktive Schicht im Substrat zu geben scheint, die sich ähnlich verhält wie das Halbleitermaterial darüber, wenn der Halbleiter zwischen einem Isolator (der keinen Strom durchlässt) und einem Metall (der Strom durchlässt) wechselt. Die Erkenntnis, dass Substrate eine aktive Rolle in Halbleiterprozessen spielen können, ist bedeutend für das Design zukünftiger Materialien und Bauelemente, sagte der Studienleiter Venkatraman Gopalan, Professor für Werkstoffwissenschaft und -technik sowie für Physik an der Penn State. Lesen Sie hier weiter: https://lnkd.in/eiQRVdCW Penn State University, Roman Engel-Herbert, Venkatraman Gopalan, Yin Shi, Matthew Jerry, Vladimir A. Stoica, Long-Qing Chen, Hanjong Paik, darrell schlom, Haidan Wen, Suman Datta

🌌 #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