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Virtuelles Institut

Dynamic Pathways in Multidimensional Landscapes

Die Forschenden des Virtuellen Institutes bestimmen anhand ineinandergreifender international sichtbarer Forschungsprojekte die Wirkprinzipien funktionaler Materialien. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von HZB, DESY und zweier deutscher Universitäten erforschen gemeinsam mit nationalen und internationalen Partnern die übergreifenden Prinzipien komplexer Materialien, deren Eigenschaften durch die Wechselwirkungen ihrer inneren Freiheitsgrade Ladung, orbitale Besetzung, Spin und Struktur miteinander und mit ihrer Umgebung bestimmt werden. In all diesen Systemen spielen niederenergetische Anregungen, Ordnung auf Nanometer-Skalen und ultraschnelle Dynamik eine Schlüsselrolle. Darum orientiert sich das wissenschaftliche Programm entlang dieser drei Dimensionen von Energie, Raum und Zeit und überschreitet dabei bewußt die konventionellen disziplinären Grenzen zwischen Festkörpern, Flüssigkeiten und molekularen Systemen.

Funktionalität komplexer Materialien
betrachtet aus komplementären Blickwinkeln

Die betrachteten Materialien haben gemeinsam, dass ihre dynamische Antwort nicht innerhalb eines einzigen Freiheitsgrades beschreibbar ist. Die Kopplung zwischen verschiedenen energetischen Freiheitsgraden führt zu komplexen nieder-energetischen Anregungsspektren. Nur die Kombination aus verschiedenen spektroskopischen und strukturanalytischen Methoden über einen weiten Energeibereich kann komplementären und selektiven Zugang zu allen relevanten Freiheitsgraden liefern. Ergänzenend zu Techniken die Grund- und angeregte Zustände analysiseren können werden zeitaufgelöste Abfragemethoden benötigt, um den Pfaden in vieldimensionalen Energielandschaften in Echtzeit zu folgen.

Wissenschaftsgetriebene Zusammenarbeit und Ausbildung

Das virtuelle Institut mit HZB, DESY und zwei deutschen Universitäten als Kernpartnern, einer Vielzahl von nationalen und internationalen Partnern bildet ein wissenschaftsgetriebenes akademisches Netzwerk, welches exzellente Möglichkeiten für die Ausbildung junger Nachwuchswissenschaftler bietet. 

Das VI wird durch einen wissenschaftlichen Lenkungsausschuss geleitet, welcher sich aus Vertretern der Kernpartnern und anderen Representanten zusammensetzt. Mitglieder sind M. Weinelt (FU Berlin), S. Eisebitt (TU Berlin and HZB), H. Chapman (DESY) und A. Föhlisch (HZB). A. Föhlisch wird als Sprecher benannt und präsentiert das VI nach Außen. Die nationalen und internationalen Partner entsenden jeweils einen Repräsentanten in das Direktorium, welcher die Interessen der jeweiligen Mitglieder des VI vertritt und Aktivitäten koordiniert. Die nationalen Partner werden durch S. Techert (MPIBPC) repräsentiert. Die Interessenen der internationalen Partner vertritt H. Dürr (SLAC). XFEL entsendet einen zusätzlichen, permanenten Vertreter, S. Molodtsov (XFEL), angesichts der hohen strategischen Bedeutung der Forschung des VI für XFEL.

Die faszinierendsten und vielversprechendsten Materialien mit neuartiger Funktionalität sind solche, in denen die Kopplung zwischen verschiedenen internen Freiheitsgraden und an die Umwelt zu komplexen Energielandschaften führt. Diese intra- und intersystemischen Wechselwirkungen bestimmen die dynamische Antwort des Materials auf externe Felder oder thermodynamische Wärmebäder. Letztlich ist alle Funktionalität an die dynamische Reaktion des Systems gekoppelt und entsprechend durch die zugehörige Energielandschaft bestimmt.

Die im VI definierten Forschungsprojekte vereinen in einzigartiger Weise Erkenntnisse über molekulare Systeme (P1-P3), Nanomaterialen (P4-P6) und komplexe Festkörper (P7-P9). Einige der Projekte haben zusätzlich Schwerpunkte in der Methodenentwicklung (P4-P6) oder adressieren gemeinsame Aspekte der experimentellen Methoden mit theoretischen Ansätzen (P10).

P4: Zeitaufgelöste XFEL Diffraktion
H. Chapman
   CFEL DESY 

P7: Korrelationsdynamik
C. Schüssler-Langeheine
, A. Föhlisch   HZB

P9: Phasentransformation durch Laser-induzierte Anregung
M. Weinelt
   Freie Universität Berlin

Currently there is no open proposal.

The Helmholtz Virtual Institute Dynamic Pathways in Multidimensional Landscapes is a research partnership of the Helmholtz Zentrum Berlin (HZB, Berlin), the Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY, Hamburg), the Technische Universität Berlin and the Freie Universität Berlin in a strong network with the international partners European XFEL in Hamburg, SIMES, SUNCAT, LCLS, PULSE at the SLAC National Accelerator Laboratory and the University of Amsterdam. Our National Partners are the Max Born Institute (MBI, Berlin), the Max Planck Institute for Biophysical Chemistry, the Universität Duisburg-Essen, the Universität Hamburg and the Universität Potsdam.

For further information on the Virtual Institute and the individual scientific projects (P1 - P10) please have a look at the project descriptions.

Im Rahmen des Virtuellen Institutes wird ein multidisziplinäres Netzwerk etabliert, welches einzigartige Möglichkeiten für die Ausbildung und Entwicklung junger Wissenschaftler schafft und tatsächlich eine internationale Rekrutierung von Doktoranden ermöglicht. Enge Zusammenarbeit auf täglicher Basis, regelmäßige Kollaborationstreffen, die Teilnahme an längerfristigen Forschungsaufenthalten für alle Wissenschaftler, thematische Workshops und internationale Konferenzen bilden den Rahmen, um die geplanten Forschungsprojekte in koordinierter und komplementärer Weise voranzubringen, eine institutsübergreifenden Befruchtung zu ermöglichen und die Forschungsergebnisse an die internationale Forschungsgemeinschaft zu kommunizieren.

Internationale Konferenz

12 - 16 September 2016
Berlin, Magnus-Haus der Deutschen Physikalischen Gesellschaft

Young Investigator Workshop

10 - 15 January 2016
Winklmoos-Alm, Reit im Winkl, Deutschland

Seminar "Scientific Writing"

30 June - 1 July 2015, 09:00 - 16:30
HZB Berlin, Albert-Einstein-Straße 15, 12489 Berlin

Young Investigator Workshop

11 - 16 January 2015 
Winklmoos-Alm, Reit im Winkl, Deutschland

Seminar “Effective Scientific Presentations”

25-26 November 2014, 09:00 - 16:30
HZB Berlin, Albert-Einstein-Straße 15, 12489 Berlin

Sommer Seminar UXSS 2014

15 - 19 Juni 2014
SLAC National Accelerator Lab, Menlo Park, CA,USA

Gemeinsame Winterschule
Ultrafast Dynamics

9 - 14 März 2014
Winklmoos-Alm, Reit im Winkl, Deutschland

Internationale Konferenz

16 - 20 September 2013
Berlin, Magnus-Haus der Deutschen Physikalischen Gesellschaft

Wissenschaftlicher Kick-Off Workshop
und erste Sommerschule

6 - 10 August 2012
Potsdam, Universität Potsdam, Nähe Park Sanssouci

Kick-Off Wissenschaftlicher Lenkungsausschuss

9/10 Februar 2012
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie Berlin, Campus Adlershof

Kontakt

Prof. Dr. Alexander Föhlisch
Sprecher des Virtuellen Institutes

vi.pathways (at) helmholtz-berlin.de

Dr. Rolf Mitzner
Koordination

rolf.mitzner (at) helmholtz-berlin.de

Dr. Nora Darowski
Webseiten

nora.darowski (at) helmholtz-berlin.de

22.07.2016