Weltraumtaugliche Sensortechnologie mit Siliziumkarbid. Geht es um besonders verlustarme Halbleiterbauelemente und hocheffiziente Leistungselektronik, führt heute kein Weg mehr vorbei an Siliziumkarbid (SiC). Das Wide-Bandgap-Halbleitermaterial SiC ist dem konventionellen Silizium in vielen Belangen überlegen und erobert immer neue Anwendungsbereiche, beispielsweise in der Optoelektronik, Sensorik oder Festkörper-Quantenelektronik. Selbst im Weltraum kann SiC mittlerweile seine überragenden physikalischen Eigenschaften beweisen: Bei der aktuellen NASA-Mission MARS2020 ist eine SiC-UV-Photodiode der Berliner Firma sglux mit an Bord. Der SiC-Chip mit den Heterostrukturen für die UV-Photodiode wurde…

Starke Laser werfen neues Licht auf die Elektronendynamik von Flüssigkeiten. Das Verhalten von Elektronen in Flüssigkeiten bestimmt eine Vielzahl von chemischen Prozessen und damit wesentliche Vorgänge in Organismen und unserer Umwelt. Die Bewegungen der Elektronen sind jedoch extrem schwer zu erfassen, da sie sich innerhalb von Attosekunden, also im Bereich von Quintillionstel Sekunden, abspielen. Da fortschrittliche Laser heute auf diesen Zeitskalen arbeiten, können sie Wissenschaftler*innen mittels verschiedener Techniken Einblicke in diese ultraschnellen Prozesse geben. Ein internationales Forschungsteam des Max-Planck-Instituts für…

Einer Forschungsgruppe gelang die Entschlüsselung der Entstehungsmechanismen der geheimnisvollen schwarzen Löcher mittlerer Masse. Sie könnten das Bindeglied zwischen ihren kleineren Verwandten, den stellaren schwarzen Löchern, und den supermassereichen Riesen darstellen, die die Zentren der Galaxien bevölkern. Dieser Erfolg ist das Ergebnis des DRAGON-II-Simulationsprojekts unter der Leitung des Gran Sasso Science Institute. Es beruht auf Berechnungen der komplexen Wechselwirkungen zwischen Sternen, stellaren schwarzen Löchern und physikalischen Prozessen in dichten Sternhaufen und zeigten, dass schwarze Löcher von bis zu einigen hundert Sonnenmassen…

Röntgenlaser weist Weg zu besserer Präzisionszeitmessung. Einem internationalen Forschungsteam ist ein entscheidender Schritt zu einer neuen Generation von Atomuhren gelungen. Am europäischen Röntgenlaser European XFEL haben die Forscherinnen und Forscher auf Basis des Elements Scandium einen wesentlich exakteren Taktgeber erzeugt, der eine Genauigkeit von einer Sekunde in 300 Milliarden Jahren ermöglicht – das ist rund tausendmal präziser als die Standard-Atomuhr auf Cäsium-Basis. Das Team stellt seinen Erfolg im Fachblatt „Nature“ vor. Atomuhren sind derzeit die genauesten Zeitmesser. Als Taktgeber nutzen…

Fraunhofer IDMT entwickelt neuartige Aufnahme- und Analysemethoden für das zeitgleiche Monitoring verschiedener Vital- und Bewegungsdaten via Radar. Forschende am Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT in Oldenburg haben ein neues Verfahren zur Erhebung und Auswertung von Radardaten des menschlichen Körpers entwickelt. Der Clou: Durch eine seitliche Positionierung erhebt das Radar berührungslos besonders robust Vitaldaten der verschiedenen Körperbereiche, wie Atmung und Puls. In Kombination mit intelligenten Analysemethoden eröffnen sich dadurch neue Anwendungsmöglichkeiten vom Einsatz in der Medizin bis hin zu Applikationen im…

Negativer Druck ist ein seltenes und schwer nachzuweisendes Phänomen in der Physik. Mithilfe von flüssigkeitsgefüllten optischen Fasern und Schallwellen haben Forscher*innen des Max-Planck-Instituts für die Physik des Lichts (MPL) in Erlangen jetzt eine neue Methode entdeckt, um negativen Druck zu messen. In Zusammenarbeit mit dem Leibnitz-Institut für Photonische Technologien in Jena (IPHT) können die Wissenschaftler*innen der Forschungsgruppe Quantenoptoakustik unter Leitung von Birgit Stiller damit wichtige Erkenntnisse über thermo-dynamische Zustände gewinnen. Druck als physikalischer Größe begegnen wir in den unterschiedlichsten Bereichen:…

Von Nord nach Süd durch den antiferromagnetischen Dschungel. Aktuelle Grundlagenforschung zu Magnetisierung kann neue bei der Entwicklung von wesentlich kleineren elektronischen Bausteinen für die Elektronik der Zukunft eröffnen. Forschende der Universitäten Augsburg und Groningen konnten zeigen, dass das Standardbild der Magnetisierungsumkehr erweitert werden muss. Ihre Erkenntnisse wurden in der Fachzeitschrift “Nature Communications” veröffentlicht und  bereichern nicht nur die Grundlagenforschung, sondern eröffnen neue Perspektiven im Bereich der Kontrolle der Magnetisierung auf kleinsten Skalen und bietet somit ein großes Potenzial zur Entwicklung…

Im Bachelorstudium Automatisierungstechnik und Robotik der Hochschule Coburg wirken die Studierenden an aktueller Forschung mit. Im Rahmen eines Moduls beschäftigte sich eine Studierendengruppe damit, wie sich die Vermenschlichung von Maschinen dort auswirkt, wo Mensch und Maschine kollaborieren. Die Ergebnisse präsentierte Studiengangsleiter Prof. Dr. Kolja Kühnlenz diese Woche beim International Workshop HFR 2023. Wo Roboter Menschen ähneln, ist die Bedienung leicht, intuitiv. Normalerweise funktioniert die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine dann auch recht gut. „Menschenähnlichkeit in der Robotik hält immer mehr…

Spektroskopie zeigt, worauf es ankommt. Es klingt wie Magie: Photoelektroden, die das Treibhausgas CO2 in Methanol umwandeln oder Stickstoffmoleküle in wertvollen Dünger – und zwar allein mit der Energie des Sonnenlichts. Dass Diamantmaterialien sich dafür eignen, zeigt nun eine Studie aus dem HZB. Durch die Kombination von Röntgen-Spektroskopieverfahren an BESSY II mit weiteren Messmethoden gelang es dem Team um Tristan Petit, erstmals genau zu verfolgen, welche Prozesse an der Oberfläche dieser Materialien durch Licht angeregt werden und worauf es dabei…

Eine neue Generation von Cloud-Diensten ist im Kommen. Sie funktioniert nach dem Prinzip des „Serverless Computing“ und wird auch am Institut für Informatik der Uni Würzburg vorangetrieben. Beim Cloud Computing stellen kommerzielle Anbieter ihrer Kundschaft über das Internet Rechenleistung zur Verfügung. Diese Leistung wird zum Teil „serverless“ angeboten, also ohne Server. Wie kann das funktionieren? Rechenleistung ohne Server, ist das nicht wie ein Restaurant ohne Küche? „Die Bezeichnung ist irreführend“, sagt Informatikprofessor Samuel Kounev von der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg. Denn…

Mit 3-D-Drucktechnologie lassen sich hoch komplexe Formen herstellen. Doch das Drucken von Keramik mithilfe eines Lasers erweist sich als schwierig. Nun haben Forschende am Paul Scherrer Institut PSI erstmals in Tomogrammen aufgezeichnet, was bei diesem Herstellungsprozess auf mikroskopischer Ebene geschieht. Die Erkenntnisse helfen, das vielversprechende Verfahren zu verbessern. Bereits heute werden viele Objekte mit 3-D-Druckverfahren hergestellt. Diese additive Fertigungstechnik hat beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, in der Autoindustrie, aber auch in der Medizin Einzug gehalten. Für Metalle und Kunststoffe…

Universität Rostock entwickelt KI-Methode zum Abscannen des Meeresbodens. Bei der Inspektion von Windrädern oder der Suche nach verlorenen Containern in trüben Küstengewässern ist man auf akustische „Bilder“ von Echoloten, so genannten Sonargeräten, angewiesen. Doch die Arbeit am Bildschirm ist anstrengend und zeitraubend. Ein Rostocker Informatik-Team bringt jetzt Computern bei, diese Sonarbilder automatisch zu analysieren. Das Verfahren soll auch dabei helfen, giftige Weltkriegs-Munition am Meeresboden aufzuspüren. Die Inspektion von Unterwasserbauwerken wie etwa Windradfundamenten oder Trafostationen am Meeresboden kann anstrengend sein. Zwar…

In der kurzlich veröffentlichten Arbeit in Nature Communications haben Forscher des Paul-Drude-Instituts in Berlin und des Instituto Balseiro in Bariloche, Argentinien, gezeigt, dass die Vermischung von begrenzten Quantenflüssigkeiten aus Licht und GHz-Schall zur Entstehung eines schwer fassbaren Phonoriton-Quasiteilchens führt, das zum Teil ein Lichtquant (Photon), ein Schallquant (Phonon) und ein Halbleiter-Exziton ist. Diese Entdeckung eröffnet einen neuartigen Weg zur kohärenten Umwandlung von Informationen zwischen optischen und Mikrowellenbereichen, was potenzielle Vorteile für die Bereiche Photonik, Optomechanik und optische Kommunikationstechnologien mit sich…

Die sogenannten Herbig-Haro-Objekte (HH) sind leuchtende Gasströme, die das Wachstum von Sternbabies signalisieren. Mit dem Welt­raum­teleskop James Webb (JWST) der NASA/ESA/CSA hat ein inter­nationales Astronomen­team, dem auch Forschende des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA) angehören, ein spektakuläres Bild von HH 211 aufgenommen, einem sogenannten bipolaren Gasjet, der sich mit Über­schall­geschwindigkeit durch den interstellaren Raum bewegt. Das etwa 1.000 Lichtjahre von der Erde entfernte Objekt im Sternbild Perseus ist einer der jüngsten und nächstgelegenen Gasströme eines Protosterns und damit ein ideales Ziel…

Forschende der TU Wien entdecken exzellente thermoelektrische Eigenschaften von Nickel-Gold-Legierungen. Diese können eingesetzt werden, um Wärme effizient in elektrische Energie umzuwandeln. Thermoelektrika ermöglichen die direkte Umwandlung von Wärme in elektrische Energie – und umgekehrt. Das macht sie interessant für eine Reihe technologischer Anwendungen. Auf der Suche nach thermoelektrischen Materialien mit möglichst guten Eigenschaften, untersuchte ein Forschungsteam der TU Wien diverse metallische Legierungen. Als besonders vielversprechend erwies sich eine Mischung aus Nickel und Gold. Ihre Ergebnisse publizierten die Forschenden kürzlich in…

Forschenden des Leibniz-IPHT ist es gelungen, zu bedeutenden Fortschritten bei der Entschlüsselung winziger Nanoobjekte beizutragen: Mithilfe optischer Spezialfasern identifizierten sie einen neuen optischen Mode, der eine gleichmäßige Ausleuchtung entlang der gesamten Faserlänge ermöglicht, und bestimmten die Auflösungsgrenze einzelner mit Fasern bisher messbarer Objekte. Damit legen sie die Basis, um Nanopartikel mit beispielloser Präzision zu beobachten. Die Ergebnisse ihrer Studien wurden in den renommierten Fachzeitschriften OPTICA und Nature Communications veröffentlicht. Um schnell bewegliche Nanopartikel in der Pharmazie, der Bioanalytik oder den…