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Geschäftsbericht 2014

komplexe Materie und maßgeschneiderte intelligente Funk- tionsmaterialien sowie das Design neuer Materialien für den Energiesektor, Transportsysteme und Informationstechno- logien. Ein weiteres Ziel ist es, den molekularen Aufbau von Wirkstoffen und damit deren Eigenschaften verbessern zu können. Nationalen wie internationalen Forschungsgruppen und Kooperationspartnern stehen Photonen-, Neutronen- und Ionenquellen, Hochfeld-Magnetlabore und Hochleistungslaser zur Verfügung. Dazu gehören die Forschungsinfrastrukturen ANKA, BER II, BESSY II, ELBE, FLASH, GEMS, HLD, ISZ, JCNS und PETRA III sowie internationale Einrichtungen mit Helmholtz- Beteiligung wie European XFEL und FAIR. DIE PROGRAMME IN DER KOMMENDEN FÖRDERPERIODE 2015–2019 36 Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung (HZG) Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) AUSGERICHTETE DNA-DRÄHTE FÜR DIE NANOELEKTRONIK HZDR-Forscher entwickelten eine einfache Methode, um DNA-Nanostrukturen kontrolliert auf Siliziumwafern anzuordnen. Den Wafer bestrahlten sie dafür mit Ionen, um regelmäßige Wellen auf der Oberfläche zu erzeugen. Darauf deponierten sie Nanoröhrchen, die sie mit der DNA-Origami-Technik herstellten. Durch elektrostatische Wechselwirkungen richteten sie sich selbstständig ent- lang der Wellen aus. Nun sollen die Röhrchen zu Schalt- kreisen zusammengesetzt werden. Dies würde es ermöglichen, elektronische Bauteile klei- ner und leistungsfähiger zu machen. WERKSTOFFBEARBEITUNG – ALTE PROBLEME, NEUE LÖSUNGEN Werkstoffbearbeitung begann mit dem ersten Faustkeil. Seither ist sie immer raffinierter, die Abstimmung von Material, Verwendungszweck, Schneidetyp immer aufwendiger geworden. Mit Partnern aus Universitäten und Industrie untersucht das HZG mittels harter Röntgenstrahlen, was während der Bear- beitung im Werkstück oder in der Schneidkante tatsächlich passiert, welche Spannungen auftreten, wie sich Körner umorientieren, welche neuen Phasen entstehen. Die Ergebnisse ermöglichen die weitere Optimierung dieser in- dustriell sehr wichtigen Produktionsprozesse. Es sieht aus wie eine Dünen- landschaft – ist aber kleiner als ein Sandkorn: Auf der Siliziumoberfläche richten sich DNA-Nanoröhrchen dank elek- trostatischer Wechselwirkungen an vorgegebenen Mustern aus. Bild: A. Keller/HZDR Die Prozesse beim Schneiden eines Werkstücks werden im Röntgenstrahl von PETRA III unter- sucht. Bild: HZG PULSE PICKEN BEI BESSY II HZB-Physiker haben ein neues Verfahren entwickelt, um einzelne Pulse gezielt aus dem Röntgenlicht zu picken, das mit Teilchenbeschleunigern erzeugt wer- den kann. „Materialforscher brauchen solche Pulse, um Quantenmaterialien, Supraleiter oder katalyti- sche Oberflächenprozesse zu untersuchen“, erklärt Karsten Holldack. Das neue „pulse picking“-Verfah- ren basiert auf der Anregung bestimmter Schwin- gungen in einem einzelnen Elektronenpaket und ist bereits eine Vorbereitung für das Zukunftsprojekt BESSY-VSR, das Forschern variable Röntgenpulse nach Maß zur Verfügung stellen soll. Manche Experimente benötigen Röntgen- pulse mit einer bestimmten Zeitstruktur. An BESSY II stehen den Nutzern solche Pulse nun jederzeit zur Verfügung. Bild: K. Holldack/HZB

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