Unsere Forschungszentren im Überblick

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in 19 Helmholtz-Zentren arbeiten an den unterschiedlichsten Themen von A wie Astrophysik bis Z wie Zellforschung. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter nutzen modernste wissenschaftliche Infrastruktur, insbesondere Großgeräte, die auch der internationalen Scientific Community zur Verfügung stehen. Im Auftrag des Staates verfolgen Helmholtz-Wissenschaftler das ehrgeizige Ziel, wesentlich zur Lösung der großen gesellschaftlichen Herausforderungen beizutragen.

Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB)

Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB)

Energiematerialien – ein Forschungsschwerpunkt mit Zukunft

Solarzellen, solare Brennstoffe oder Thermoelektrika, dies sind nur einige der Energiematerialien, an denen das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) forscht. Es sind Materialien, die Energie umwandeln (zum Beispiel Solarzellen, Thermoelektrika) oder speichern (solare Brennstoffe) oder die es erlauben, Energie effizienter einzusetzen (magnetische Materialien für die Informationstechnologie). Solche Materialien werden benötigt, um Herausforderungen wie die Energiewende zu bewältigen. 

Am HZB fokussieren sich die Forscherinnen und Forscher vor allem auf Dünnschichtmaterialien, die nur minimale Ressourcen für ihre Herstellung benötigen. Sie untersuchen physikalische Phänomene, die vor allem an Oberflächen oder Grenzflächen von Materialschichten auftreten und entwickeln neue Materialklassen mit interessanten Funktionalitäten. Gleichzeitig optimieren sie die Materialsynthese und entwickeln Prototypen, die für eine industrielle Anwendung interessant sein könnten. 

Für all dies stehen am HZB moderne Forschungsinfrastrukturen zur Verfügung, die nicht nur von HZB-Wissenschaftlern, sondern von Forschenden aus aller Welt genutzt werden können. 

Großgeräte und Infrastrukturen für die Forschung

Vor allem die in Adlershof lokalisierte Photonenquelle BESSY II ist hervorragend auf die Analytik von Dünnschichtmaterialien abgestimmt. Mit ihrer Fokussierung auf VUV- und weiche Röntgenstrahlung bietet sie ideale Voraussetzungen für die Forschung an Energiematerialien. Der geplante Ausbau zu einem Speicherring mit variablen Lichtpulsen (BESSY-VSR) wird sowohl den HZB-Forschern als auch den externen Nutzern neue Möglichkeiten für zeitaufgelöste Messungen und ein hohes Maß an Flexibilität bei der Auswahl der Experimentierbedingungen bieten. Mehrere Teams des HZB arbeiten zudem daran, die Instrumentierung an BESSY II stetig weiterzuentwickeln. 

Bis Ende 2019 steht den Forschern aus aller Welt außerdem noch der in Wannsee beheimatete Forschungsreaktor BER II für Experimente mit Neutronen zur Verfügung. Sowohl BESSY II als auch BER II verfügen über hoch spezialisierte Probenumgebungen, die Experimente unter extremen Bedingungen (hohe Drücke, hohe Magnetfelder, tiefe Temperaturen) ermöglichen. Mit seinem Nutzerservice bietet das HZB rund 3000 nationalen und internationalen Messgästen Zugang zu den zum Teil einzigartigen Instrumenten. 

Auch die Beschleunigerphysik ist am HZB ein starkes Forschungsthema: Hier werden zum Beispiel Undulatoren und Kavitäten für den Speicherring entwickelt, und große, innovative Konzepte wie bERLinPro und BESSY-VSR sind am HZB entstanden. bERLinPro ist ein Prototyp für einen Linearbeschleuniger mit Energierückgewinnung, das Projekt ist in Berlin-Adlershof bereits im Aufbau. BESSY-VSR ist ein Upgrade von BESSY II und wird das Angebot an Pulslängen im Speicherring erweitern: An jedem Experiment können die Forschenden dann frei zwischen Lichtblitzen der normalen Länge oder besonders kurzen Lichtblitzen wählen, je nachdem, was sie am Experimentierplatz benötigen.   

Am Standort in Wannsee wird das HZB eine helmholtzweite Infrastruktur für die Energieforschung (HEMF) aufbauen. Zusammen mit der Infrastruktur ZEISS Lab@location, die aus modernen Elektronenmikroskopen besteht, werden dort alle Labore konzentriert, die der Energiematerial-Forschung dienen, aber nicht in unmittelbarer Nähe zu BESSY II liegen müssen.  

Kooperation und Vernetzung

Das HZB mit seinen zirka 1.100 Beschäftigten kooperiert mit über 400 deutschen und internationalen Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Unternehmen. Über 100 Doktoranden aus den Hochschulen im Umfeld forschen und qualifizieren sich am HZB. Rund zehn Joint Labs hat das HZB mit Universitäten im Umland sowie international aufgebaut. 

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