Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neutronen als Spione in der Nanowelt

24.11.2005


Max-Planck-Gesellschaft und TU München starten weltweit einmaliges Neutronenspektrometer an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz in Garching



Ein neuartiges Neutronen-Röntgen-Reflektometer "N-REX+" wird von der Technischen Universität München und vom Max-Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart am Donnerstag, den 24. November 2005 an der Forschungsneutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz in Garching eingeweiht. Das N-REX+ ("Neutron Reflectometry & X-Rays") und das an der Neutronenquelle bereits in Betrieb genommene TRISP ("Triple axis resonance spin echo spectrometer") sind zwei weltweit einzigartige Neutronenspektrometer, die von den Stuttgarter Max-Planck-Forschern in den vergangenen fünf Jahren konzipiert und an der Neutronenquelle aufgebaut wurden. Die Kosten dafür belaufen sich auf mehrere Mio. Euro. Von diesen HighTech-Messgeräten werden neue Erkenntnisse über Nanomaterialien erwartet, insbesondere über den mikroskopischen Mechanismus der Hochtemperatur-Supraleitung sowie über atomare Prozesse an den inneren Grenzflächen von künstlichen Vielfachschichten und dünnen Filmen. Die beiden Neutronen-Spektrometer sind der experimentelle Dreh- und Angelpunkt der Institutsübergreifenden Forschungsinitiative "Material- und Festkörperforschung mit Neutronen", welche die Max-Planck-Gesellschaft gleichzeitig mit der Einweihung präsentiert. Die Initiative wird von den Stuttgarter Max-Planck-Instituten für Metallforschung und Festkörperforschung koordiniert.



Neue Technologien erfordern es, auch bisher unbekannte Materialien zu entwickeln und deren Eigenschaften und Funktionen auf mikroskopischer und nanoskopischer Ebene zu verstehen. Künftige Materialstrukturen werden immer kleiner und komplexer, bis hin zu atomaren Abmessungen. Dabei geht es um Materialien und Materialkombinationen aus allen Klassen, also Metalle, Halbleiter oder Keramiken bis hin zu organischen und biologischen Materialien. Um die Funktionen derartig komplexer Systeme gezielt manipulieren zu können, müssen die Wissenschaftler zuerst über detaillierte Kenntnisse ihrer chemischen, elektronischen oder magnetischen Strukturen verfügen. Hierbei spielen Neutronen als "Spione in der Nanowelt" eine entscheidende Rolle.

Seit einem Jahr erzeugt die Garchinger Hochflussquelle Neutronen von hoher Brillanz. Sie durchdringen Materie spurlos und völlig zerstörungsfrei. Dabei liefern sie ein detailliertes mikroskopisches Bild vom atomaren Innenleben des durchstrahlten Materials. Insbesondere magnetische Nanostrukturen und strahlungsempfindliche organische und biologische Materialien können geradezu ideal mit Neutronen bis auf die atomaren Strukturen entschlüsselt werden.

Die Neutronenspektrometer N-REX+ und TRISP untersuchen komplexe Festkörperstrukturen und funktionale Dünnfilmsysteme mit einem neuen Analyse-Konzept. Dabei nutzen die Forscher die quantisierte Eigendrehung des Neutrons ("Spin"), dessen Drehgeschwindigkeit man durch ein äußeres Magnetfeld präzise einstellen kann. Prof. Helmut Dosch, Koordinator des Forschungsprojektes, meint dazu: "Jedem Neutron wird mit dem Spin auf seiner Reise durch die Nanowelt eine individuelle Uhr auf den Weg gegeben, die man am Ende der Reise, wenn also das Neutron detektiert wird, wieder auslesen kann. Damit lassen sich kleinste Ablenkungen und Geschwindigkeitsänderungen des Neutrons nachweisen, aus denen man dann wiederum auf Struktur und Eigenschaften des untersuchten Materials schließen kann."

In der neuen Forschungsinitiative arbeiten mehrere Max-Planck-Institute Hand in Hand, um die schwierigen Probleme bei diesen Messungen effizient zu lösen: Die beiden Spektrometer sind von den Stuttgarter Max-Planck-Instituten für Metallforschung und für Festkörperforschung installiert worden. Zusammen mit den Max-Planck-Instituten für Polymerforschung (Mainz), für Grenzflächen- und Kolloidforschung (Golm), für Plasmaforschung (Garching), für die chemische Physik fester Stoffe (Dresden) und für Eisenforschung (Düsseldorf) sollen in den nächsten fünf Jahren die ersten entscheidenden Experimente in Garching durchgeführt werden.

Öffentliches Programm für die Einweihung am 24. November 2005
11:30 - 13:00 Uhr Einweihungsfeier
im Hörsaal 2 (PH 2502) der
Technischen Universität München, Physikdepartment I
James-Franck Straße
85748 Garching

Weitere Informationen erhalten Sie von
Prof. Helmut Dosch
Tel.: 0711 689-1901
Fax: 0711 689-1902
Mail: dosch@mf.mpg.de

Dieter Heinrichsen M.A. | idw
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/instituteProjekteEinrichtungen/zentralGefoerderteProjekte/institutsuebergrProj/materialforschung/index.html
http://www.mf.mpg.de/en/abteilungen/dosch/frmII/frmIIintro_en.shtml
http://www.frm2.tum.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Dehnbare Elektronik: Neues Verfahren vereinfacht Herstellung funktionaler Prototypen
17.10.2019 | Universität des Saarlandes

nachricht Für höhere Reichweiten von E-Mobilen: Potentiale von Leichtbauwerkstoffen besser ausschöpfen
17.10.2019 | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Die schnellste Ameise der Welt - Wüstenflitzer haben kurze Beine, aber eine perfekte Koordination

Silberameisen gelten als schnellste Ameisen der Welt - obwohl ihre Beine verhältnismäßig kurz sind. Daher haben Forschende der Universität Ulm den besonderen Laufstil dieses "Wüstenflitzers" auf einer Ameisen-Rennstrecke ergründet. Veröffentlicht wurde diese Entdeckung jüngst im „Journal of Experimental Biology“.

Sie geht auf Nahrungssuche, wenn andere Siesta halten: Die saharische Silberameise macht vor allem in der Mittagshitze der Sahara und in den Wüsten der...

Im Focus: Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

Auf der K 2019, der Weltleitmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie vom 16.-23. Oktober in Düsseldorf, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR das breite Anwendungsspektrum des von ihm entwickelten Millimeterwellen-Scanners SAMMI® im Kunststoffbereich. Im Rahmen des Messeauftritts führen die Wissenschaftler die vielseitigen Möglichkeiten der Millimeterwellentechnologie zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Prüfung von Kunststoffprodukten vor.

Millimeterwellen sind in der Lage, nicht leitende, sogenannte dielektrische Materialien zu durchdringen. Damit eigen sie sich in besonderem Maße zum Einsatz in...

Im Focus: Solving the mystery of quantum light in thin layers

A very special kind of light is emitted by tungsten diselenide layers. The reason for this has been unclear. Now an explanation has been found at TU Wien (Vienna)

It is an exotic phenomenon that nobody was able to explain for years: when energy is supplied to a thin layer of the material tungsten diselenide, it begins to...

Im Focus: Rätsel gelöst: Das Quantenleuchten dünner Schichten

Eine ganz spezielle Art von Licht wird von Wolfram-Diselenid-Schichten ausgesandt. Warum das so ist, war bisher unklar. An der TU Wien wurde nun eine Erklärung gefunden.

Es ist ein merkwürdiges Phänomen, das jahrelang niemand erklären konnte: Wenn man einer dünnen Schicht des Materials Wolfram-Diselenid Energie zuführt, dann...

Im Focus: Wie sich Reibung bei topologischen Isolatoren kontrollieren lässt

Topologische Isolatoren sind neuartige Materialien, die elektrischen Strom an der Oberfläche leiten, sich im Innern aber wie Isolatoren verhalten. Wie sie auf Reibung reagieren, haben Physiker der Universität Basel und der Technischen Universität Istanbul nun erstmals untersucht. Ihr Experiment zeigt, dass die durch Reibung erzeugt Wärme deutlich geringer ausfällt als in herkömmlichen Materialien. Dafür verantwortlich ist ein neuartiger Quantenmechanismus, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift «Nature Materials».

Dank ihren einzigartigen elektrischen Eigenschaften versprechen topologische Isolatoren zahlreiche Neuerungen in der Elektronik- und Computerindustrie, aber...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

VR-/AR-Technologien aus der Nische holen

18.10.2019 | Veranstaltungen

Ein Marktplatz zur digitalen Transformation

18.10.2019 | Veranstaltungen

Wenn der Mensch auf Künstliche Intelligenz trifft

17.10.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Latest News

Energy Flow in the Nano Range

18.10.2019 | Power and Electrical Engineering

MR-compatible Ultrasound System for the Therapeutic Application of Ultrasound

18.10.2019 | Medical Engineering

Double layer of graphene helps to control spin currents

18.10.2019 | Physics and Astronomy

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics