Abteilung für Methoden zur Charakterisierung von Transportphänomenen in Energiematerialien im Bereich Großgeräte

Aufgabe der Abteilung Methoden zur Charakterisierung von Transportphänomenen in Energiematerialien (G-AMCT) ist die Untersuchung der dynamischen Wechselwirkung von Quasiteilchen und Ladungstransport mit Hilfe von Neutronen- und Photonenstreuung in neuen Materialien zur Energiekonversion.  Grundlagenforschung zu Wechselwirkungsprozessen auf der Ebene von elementaren Anregungen im Festkörper mit Energieauflösung in der Größenordnung von meV bis µeV ist der Schlüssel zu einem grundlegenden Verständnis von Transportphänomenen. Die Erkenntnisse hierzu sind eine notwendige Voraussetzung zur Optimierung von Designstrategien für Materialien mit niedriger Effizienz bei der Wärmeleitung und hoher Effizienz beim Transport von Ladung bzw. Spin. Dieser Aspekt der Energieforschung ist Schwerpunkt der Forschungsvorhaben in der Abteilung G-AMCT. Die Abteilung betreibt das Dreiachsenspektrometer FLEXX für kalte Neutronen, das ein wichtiges Instrument zur Spektroskopie von niederenergetischen Phonon- und Magnonanregungen ist, und verfügt daher über besondere Kompetenzen auf dem Gebiet der hochauflösenden Spektroskopie.  Während FLEXX im Rahmen der Eigenforschung auf dem strategisch bedeutsamen Gebiet der Erforschung von Energiematerialien eingesetzt wird, wird das Instrument im Nutzerservice international stark nachgefragt, da FLEXX in besonderer Weise von den Möglichkeiten der hochentwickelten Probenumgebung am HZB profitiert. Die Abteilung verfügt über spezielle Kompetenzen auf dem Gebiet von Methoden der Neutronenstreuung, die auf Larmor-Markierung beruhen. In diesem Zusammenhang ist vor allem die Neutronen-Resonanz-Spin-Echo Methode hervorzuheben, da diese Technik eine Auflösung für dispersive Anregungen im μeV bietet und so konventionelle Methoden der Neutronenstreuung durch direkte Spektroskopie zeitlicher Korrelationen ergänzt.

Während die Neutronenstreuung im hochauflösenden Bereich bis heute einzigartige Untersuchungsmöglichkeiten bietet, befinden sich die Methoden der Photonenstreuung in diesem Bereich in einer rasanten Entwicklungsphase. Unter Berücksichtigung unserer Kernkompetenz bei Methoden- und Instrumentierungsprojekten liegt ein zukünftiger Schwerpunkt der Abteilung auf der Weiterentwicklung von innovativen Photonen-Technologien. Ein neues Ziel ist dabei die Entwicklung von innovativer Instrumentierung für die Materialanalyse mit Hilfe inelastischer Photonenstreuung.  Dazu werden wir uns in der Modellierung von Spektrometern mit Monte Carlo Simulation engagieren und Beiträge zur Optimierung von Monochromatoranordnungen mit höchstem Auflösevermögen bei gleichzeitig hohem Brillanztransfer leisten, mit dem langfristigen Ziel, sub-meV auflösende Photonenstreuung an zukünftigen Synchrotronstrahlquellen zu ermöglichen.

Thermoelektrika

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  • Thermoelectrics in Future Information Technologies -Towards Zero-Power Systems
  • Thermoelectrics in Energy Research, Materials and Ressources

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  • Die Mitarbeiter des Detektorlabors unterstützen Experimentatoren und Meßgäste bei allen Problemen und Fragen im Zusammenhang mit Neutronendetektoren rund um die Neutronenquelle BER-2 [...]

Wissenschaftliche Highlights

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  • High-field magnetic phase transitions and spin excitations in magnetoelectric LiNiPO4
  • Magnon excitations on the 3-Dimensional Gapped Quantum Spin Dimer Antiferromagnet Sr3Cr2O8 investigated by means of three axis neutron spectrometry.
  • Struktur und Dynamik von niedrigdimensionalen und frustrierten magnetischen Materialien