AG Wende - Willkommen
Herzlich willkommen bei der AG Wende Magnetische Nanostrukturen
Anschrift
Universität Duisburg-Essen
Fakultät für Physik
Experimentalphysik - AG Wende
Lotharstr. 1
47057 Duisburg
Leitung
Prof. Dr. Heiko Wende
Raum: MD 464
Tel.: +49-(0)203-379-2838
heiko.wende@uni-due.de
Sekretariat
Christiane Leuchtenberger
Raum: MD 465
Tel.: +49-(0)203-379-2385
Fax: +49-(0)203-379-3601
christiane.leuchtenberger@uni-due.de
26.09.2023 Physikerin der Woche: Lea Kämmerer
Die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) hat Lea Kämmerer, Doktorandin an der Universität Duisburg-Essen und Mitglied der Forschergruppe des CENIDE Vorstandsmitglieds Prof. Dr. Heiko Wende, als Physikerin der Woche für die KW 38 ausgezeichnet.
Foto © Tobias Lojewski
Seit Januar 2018 werden Frauen in der Physik in Deutschland bzw. auch im Ausland tätige, deutsche Physikerinnen, vom Arbeitskreis Chancengleichheit (AKC) der DPG ausgezeichnet. Diese Initiative dient dazu, die Beeindruckenden Leistungen dieser Frauen hervorzuheben und zu würdigen. Lea Kämmerer forscht im Rahmen des SFB 1242 an ultraschneller Nichtgleichgewichtsdynamik in kondensierter Materie, mit einem Fokus auf der Untersuchung der ultraschnellen Dynamik in Spin-Crossover Molekülen mittels zeitaufgelöster Röntgenabsorptionsspektroskopie. Die Auszeichnung als Physikerin der Woche 2023 ist in Anerkennung ihres Beitrages zur Grundlagenforschung.
Weitere Informationen:
Lea Kämmerer: lea.kaemmerer@uni-due.de
19.09.2023 Preise bei CENIDE Jahresfeier
Im Rahmen der Feierlichkeiten zum 10-Jährigen Bestehen des NETZ Forschungsbaus wurden unter anderem die Best Paper Awards vergeben. Unter den Preisträger*innen waren dieses Jahr auch unsere Gruppenmitglieder Tobias Lojewski mit der Publikation "The interplay of local electron correlations and ultrafast spin dynamics in fcc Ni" in der Zeitschrift Materials Research Letters sowie Benedikt Eggert mit "Impact of magnetic and antisite disorder on the vibrational densities of states in Ni2MnSn Heusler alloys" in Physical Review B.
03.08.2023 Gemeinsame Publikation von mehreren CRC/TRR 270 Projekten und der Beamline ID12 der ESRF
Ein mehrstufiger Phasenübergang erster Ordnung in LaFe11.8Si1.2: Zusammenspiel von strukturellen, magnetischen und elektronischen Freiheitsgraden
Die Unstetigkeit des Übergangs in Materialien mit einem Phasenübergang erster Ordnung ist eine Konsequenz aus der Kopplung zwischen magnetischen, elektronischen und strukturellen Ordnungen. Solch ein Übergang kann sich prinzipiell über mehrere metastabile Zustände erstrecken, wobei an einem Punkt der Übergang im Magnetischen Subsystem, an einem anderen im strukturellen oder elektronischen Subsystem stattfindet. Um die Eigenschaften dieser Übergänge und relevanter Hysterese Mechanismen zu entflechten, haben wir zwei neue Versuchsaufbauten entwickelt, welche die simultane Messung der Magnetisierung, longitudinaler und transversaler Magnetostriktion, sowie der Temperatur erlauben. Weiterhin wurden gleichzeitige Messungen der prototypischen LaFe11.8Si1.2 Legierung durchgeführt, welche reichhaltige Details des magnetostrukturellen Phasenübergangs erster Ordnung offenbarten.
Wir fanden heraus, dass der Übergang nicht in einer, sondern zwei ausgeprägten Stufen vonstattengeht, welche durch das Rahmenkonzept der üblicherweise verwendeten thermodynamischen Modelle nicht erklärt werden können. Ergänzt wurden diese Ergebnisse durch Experimente auf atomistischer Skala, z.B. Röntgenabsorptionsspektroskopie, Röntgenzirkulardichroismus, und Mössbauerspektroskopie, kombiniert mit ab-initio Berechnungen, um die volle Komplexität der zweistufigen Natur des Phasenübergangs darzustellen. Die erhaltenen Resultate können auf eine große Klasse von hochentwickelten magnetischen Materialien mit itineranten magnetischen Momenten ausgedehnt werden, welche vergleichbare feld- und temperaturindizierte Übergänge aufzeigen, zum Beispiel Mn-Fe-P-Si und Heusler Legierungen.
Diese Publikation ist das Resultat einer Zusammenarbeit der CRC/TRR 270 Projekte B01, A03, B05 und B06, in enger Kooperation mit der Beamline ID12 der ESRF in Grenoble im Rahmen des BMBF Projektes "ULMAG".
16.06.2023 Posterpreis an Johanna Lill
Im Rahmen der "Trends in magnetism" Konferenz 2023 in Örebrö in Schweden hat unser Gruppenmitglied Johanna Lill mit ihrem Poster "Vibrational entropy change at the first order phase transition in magnetocaloric DyCo2" den best poster prize gewonnen. Der Hauptfokus der Konferenz lag auf aktuellen Forschungsgebieten des Magnetismus, magnetischen Materialien und Spintronik Anwendungen und fand in engem Austausch mit dem Sonderforschungsbereich CRC/TRR 270 statt.
Aufgrund der zunehmenden Nachfrage nach interdisziplinärer Forschung wurden Forschende aus verschiedensten Themenbereichen wie Geowissenschaften, Chemie, oder Medizin zur Teilnahme an dieser Konferenz aufgefordert, um das Thema Magnetismus fächerübergreifend zu diskutieren.
20.03.2023 Ph.D. Focus Session: Non-equilibrium dynamics in theory and experiment
Wir freuen uns, Ihnen mitteilen zu können, dass die Doktoranden Lea Spieker (AG Wende) und Gérald Kämmerer (AG Kratzer) sich erfolgreich für eine Ph.D. Focus Session für die kommende DPG Tagung der Sektion SKM in Dresden beworben haben.
In ihrer Session wollen sie die Lücke zwischen Theorie und Experiment zum Thema Nicht-Gleichgewichtsdynamik aufzeigen. Vier hochkarätige Sprecher*innen: Sangeeta Sharma, Cyrille Barreteau, Julia Stähler und Emmanuelle Jal, werden Vorträge über Femtomagnetismus, Spin-schaltbare Moleküle, Photodotierung und ultraschnelle Magnetisierungseffekte halten. Die Session wird mit einer Podiumsdiskussion abgeschlossen.
Ort und Zeit: 29.03.2023 15:00-18:00 in HSZ 02
Abstracts finden Sie hier: https://www.dpg-verhandlungen.de/year/2023/conference/skm/part/ma/session/30
05.10.2022 PUMA hilft der Energiewende
© ESRF/P. Jayet
Leistungsstarke Magnete können zur effektiven Kühlung, Wärme- und Stromerzeugung verwendet werden. Sie tragen entscheidend zur Energiewende bei. Ein Verbund unter der Leitung der UDE erforscht daher neue magnetische Werkstoffe, die effizient und umweltverträglich sind. Partner im Projekt PUMA* sind die Technische Universität Darmstadt und das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR). Das Bundesforschungsministerium fördert PUMA ab Oktober für vier Jahre mit zwei Millionen Euro.
Ob in der Robotik, bei der Datenspeicherung oder der Energieumwandlung: Magnete werden bereits in vielen Bereichen eingesetzt. Um sie herzustellen, braucht es Metalle und Mineralien, meist sind es Seltene Erden. Im Projekt PUMA* wollen die Wissenschaftler:innen daher hocheffiziente Magnete entwickeln, die möglichst ohne diese eingeschränkt verfügbaren und deshalb als kritisch eingestuften Rohstoffe auskommen.
„Wir konzentrieren uns zum einen auf Permanentmagnete. Diese haben einen maximal hohen Wirkungsgrad und werden beispielsweise in Motoren für die Elektromobilität eingesetzt oder in Generatoren für Windkraftanlagen“, erklärt Projektleiter Prof. Dr. Heiko Wende von der UDE. Sein Kollege von der TU Darmstadt, Prof. Dr. Oliver Gutfleisch, ergänzt: „Zum anderen erforschen wir neue Materialien, die sich den magnetokalorischen Effekt zunutze machen. Das bedeutet, dass verschiedene Metalle und Legierungen ihre Temperatur ändern können, sobald sie einem magnetischen Feld ausgesetzt sind. Uns interessiert vor allem, dieses Phänomen zur festkörperbasierten Kühlung als klimafreundliche Alternative zur konventionellen Gas-Kompressionskühlung einzusetzen.“
Die beiden universitären Projektpartner arbeiten bereits erfolgreich zusammen, etwa im DFG Sonderforschungsbereich/Transregio 270. Für die Untersuchungen wird der Dreierverbund nun die europäische Experimentierstation ESRF in Grenoble nutzen, denn sie ist eine der weltweit brillantesten Anlagen für Synchrotronstrahlung.
* PUlsed high MAgnetic fields for new functional magnetic materials
04.07.2022 Dies academicus 2022 - Bester Masterabschluss der Fakultät für Physik
Johanna Lill wurde für den besten Masterabschluss in der Fakultät für Physik ausgezeichnet. Nach einem Auslandssemester in Trondheim hat sie im Rahmen ihrer Masterarbeit in der AG Wende Mössbauerspektroskopie eingesetzt, um Lanthanoid dotiertes La(Fe,Si)13 zu untersuchen. Ein magnetokalorisches Material, dass im CRC/TRR 270 HoMMage auf besonderes Interesse stößt.
30.05.2022 Zweite Förderperiode für den CRC/TRR 247 eingeworben
Nach einer erfolgreichen Begutachtung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) ist der Sonderforschungsbereich CRC/TRR 247 "Heterogeneous Oxidation in the Liquid Phase" um weitere vier Jahre (2022-2026) verlängert worden. Die AG Wende ist dort mit dem Teilprojekt B02 "Relating Element-Specific Electronic and Geometric Structure of Transition Metal Oxides to Their Catalytic Activity" vertreten. Wir bedanken uns bei allen Mitstreitern für die Ideen, den Enthusiasmus, und die unzähligen Arbeitsstunden an diesem gemeinsamen Projekt. Die neuen Sprecher für die zweite Förderperiode sind Prof. Kristina Tschulik (RUB) sowie Prof. Stephan Schulz (UDE).
16.05.2022 AG Wende publiziert in Energy & Environmental Science: Koordination von Fe in Ni(OH) Systemen
Ein Kooperationspaper unter der Leitung von Prof. Rodney Smith (University of Waterloo) wurde in der renommierten Fachzeitschrift Energy & Environmental Science (Impact 38.5) veröffentlicht. Es thematisiert das für die Katalyse wichtige Material FexNi1-x(OH)2 und die verschiedenen Koordinationen der Fe-Ionen. Auch Dank unseres Beitrages mittels elementspezifischer Mössbauerspektroskopie konnte gezeigt werden, dass neben der erwarteten Umgebung eine weitere, ungewöhnliche Koordinationsumgebung für eindotierte Fe-Ionen im Ni(OH)2 Gitter vorhanden ist. Durch verschiedene Synthesemethoden können diese unterschiedlichen Umgebungen gezielt herbeigeführt werden, was ebenfalls einen Einfluss auf die katalytischen Eigenschaften des jeweiligen Materials aufzeigt.
Darstellung der verschiedenen Fe-Positionen, dazugehöriges Mössbauer- und Raman-Spektrum aus E. P. Alsaç, K. Zhou, W. Rong, S. Salamon, J. Landers, H. Wende, and R. D. L. Smith, Energy Environ. Sci. 15, 2638-2652 (2022)
25.04.2022 Messzeit am SCS instrument des European XFEL
Im Rahmen des SFB 1242 wurde eine Strahlzeit am SCS instrument des European XFEL eingeworben, die von Mitarbeiter:innen der AG Wende und AG Bovensiepen durchgeführt wurde. Dort, am weltweit größten Freien Elektronen Laser, fanden zeitaufgelöste Experimente im Ultrakurzzeitbereich an dünnen spin-crossover Molekülfilmen bei Raumtemperatur statt. Die Charakterisierung ultraschneller Dynamiken in solchen Molekülen ist eines der Hauptziele des Projekts A05 im SFB 1242. Das Gruppenbild zeigt die Mitarbeiter:innen des SCS instruments sowie Mitglieder der Projekte A05, A07 und C01, die sich alle über die Ergebnisse der erfolgreichen Messzeit freuen. Zurzeit werden die erzielten Daten ausgewertet und damit die Früchte der umfangreichen Arbeit geerntet.
Gruppenbild: Mitarbeiter des SCS instruments sowie der AG Wende und AG Bovensiepen.
22.01.2022 AG Wende auf dem Cover von Chem. Eur. J.
Eine gemeinsame Publikation, verfasst unter der Leitung von Dr. Senthil Kumar Kuppusamy (AG Ruben, KIT) im Rahmen des SFB 1242, wurde kürzlich für das Cover der Fachzeitschrift Chemistry - A European Journal ausgewählt.
N. Suryadevara, A. Mizuno, L. Spieker, S. Salamon, S. Sleziona, A. Maas, E. Pollmann, B. Heinrich, M. Schleberger, H. Wende, S. Kumar Kuppusamy, and Mario Ruben, Chem. Eur. J. (accepted December 2021) © 2022 Wiley‐VCH GmbH
Die Publikation berichtet über die Synthese und die strukturellen Facetten eines bi-stabilen Fe(II)-Spin-Crossover Komplexes. Unser Beitrag bestand in der Bestimmung der Spin-Zustands-Umschalttemperaturen und der thermischen Hysteresebreite durch Magnetometrie Messungen. Darüber hinaus haben wir Mössbauerspektroskopie Messungen durchgeführt, um die Zusammensetzung der Spinzustände bei bestimmten Temperaturen aufzuklären. Zusammen mit der AG Schleberger führten wir temperaturabhängige Raman-Spektroskopie Messungen in Kombination mit optischen Mikroskopie-Aufnahmen durch. Neben Veränderungen im Bereich um 1000 cm-1 konnten wir mit einem RayShield-Filter ultraniedrige Frequenzmoden bis hinunter zu 10 cm-1 beobachten, die mit den Schwingungen des Fe(II)-Ions in Verbindung gebracht werden können.
15.01.2022 AG Wende in Angewandte Chemie - Nachweis von Spin Crossover in Cobaltkomplexen
In einer Kooperation unter der Leitung von Richard Berndt (CAU Kiel) und Manuel Gruber (Uni DUE) konnte mit Hilfe von Rastertunnelmikroskopie Spin-Übergänge in komplexen Cobalt-Tetrameren auf einer Silberoberfläche nachgewiesen werden. Sogenannte Spin-Crossover (SCO) Moleküle sind aussichtsreiche Kandidaten für die Zukunft der Datenspeicherung mit weitaus höheren Datendichten als sie heutzutage zu realisieren sind, wobei ein Großteil der derzeit bekannten Komplexe bislang auf Eisen basiert. Unser Beitrag bestand hierbei in der elementspezifischen Analyse der Komplexe mittels Photoemissionsspektroskopie.
Strom-Spannungs Kurven (a) der Moleküle im Grundzustand L (b) sowie dem angeregten Zustand H (c). S. Johannsen, S. Ossinger, J. Grunwald, A. Herman, H. Wende, F. Tuczek, M. Gruber, and R. Berndt, Angew. Chem. Int. Ed. (accepted January 2022)
05.11.2021 AG Wende auf dem Cover von J. Mater. Chem. A.
Eine unter der Federführung von Prof. Stephan Schulz im Rahmen des CRC/TRR 247 gemeinsam verfasste Publikation wurde für die Titelseite der Fachzeitschrift Journal of Materials Chemistry: A ausgewählt.
S. Saddeler, G. Bendt, S. Salamon, F. T. Haase, J. Landers, J. Timoshenko, C. Rettenmaier, H. S. Jeon, A. Bergmann, H. Wende, B. Roldan Cuenya and S. Schulz, J. Mater. Chem. A 9, 25381 (2021) Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 License
Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss des Cobaltgehaltes bei Co-Fe Mischsystemen auf die katalytischen Eigenschaften untersucht. Unser Beitrag bestand hierbei in der Bestimmung der Co und Fe Ionenverteilung mittels Mössbauerspektroskopie, unterstützt durch ergänzende Messungen per Magnetometrie. Auf diese Weise konnten signifikante Änderung der grundlegenden magnetischen Eigenschaften der Probenserie nachgeweisen werden, dessen Endglieder durch das ferrimagnetische CoFe2O4 (Cobaltferrit) und das antiferromagnetische Co3O4 (Cobaltoxid) dargestellt werden. Insbesondere der Übergangsbereich zwischen den magnetisch verschieden orientierten Materialien zeigt die höchste katalytische Aktivität, und soll in zukünftigen Arbeiten noch detaillierter charakterisiert werden.
05.11.2021 Laborführung mit 360° Videos
Während der 25. Deutschen Physikerinnentagung können Teilnehmer mit ihrem Smartphone und einer 3D-Brille, welche sie in ihrer Konferenztasche erhalten haben, interaktiv an Laborführungen teilnehmen.
Finden Sie in der Poster Ecke unserer online Plattform 360°-Videos und erhalten zusätzliche Einblicke neben der Postersession.
Als Beispiele für solche Laborführungen finden Sie hier die 360°-Videos von Samira Webers und Cynthia Pillich zu diversen Aufbauten und Forschungsthemen unserer Arbeitsgruppe.
02.11.2021 „Das ist so ein schönes Fach!“
Marie Curie – und weiter? Frauen in der Physik sind selten. Damit sie sich austauschen und vernetzen können, richten die UDE und die TU Darmstadt vom 8. bis 10. November die 25. Deutsche Physikerinnen-Tagung aus. Rund 300 virtuell Teilnehmende aller Karrierestufen werden erwartet, Anmeldungen sind noch möglich. Ein Interview über nervige Fragen, einseitige Erziehung und mögliche Nobelpreisträgerinnen mit UDE-Organisatorin Dr. Katharina Ollefs.
Das vollständige Interview finden Sie hier.
01.09.2021 Deutsche Physikerinnentagung
Vom 8. bis 10. November 2021 konzentriert sich die 25. Deutsche Physikerinnentagung drei Tage lang auf den fachlichen Austausch sowie auf die Karriereplanung und das Networking von Frauen in der Physik. Zwei unserer Mitarbeiterinnen, Katharina Ollefs und Samira Webers, sind Teil des Organisations-Team. Den wissenschaftlichen Schwerpunkt bilden die eingerichteten Forschungsverbünde „Nichtgleichgewichtsdynamik kondensierter Materie in der Zeitdomäne“ (SFB 1242) in Duisburg und „Hysterese-Design magnetischer Materialien für effiziente Energieumwandlung“ (SFB/TRR 270 HoMMage) in Duisburg und Darmstadt mit nationalen und internationalen Sprecherinnen, Diskussionen sowie einer Ausstellung mit Fachpostern. Zielgruppe der rein digitalen Veranstaltung sind Physikerinnen verschiedener Fachrichtungen und Karrierestufen – von der Studentin bis zur Professorin, von der Praktikantin bis zur Industriephysikerin im obersten Management – sowie alle Interessierte.
Anmeldestart: 01.09.2021
Weitere Informationen & Anmeldung unter: www.die-physikerinnen.de
30.03.2021 Trauer um Prof. Werner Keune
Die AG Wende trauert um ihren früheren Gruppenleiter Prof. Werner Keune, der am 27. März 2021 in Folge einer Krebserkrankung verstarb. Mit Werner blicken wir auf eine vielseitige und erfolgreiche wissenschaftliche Karriere zurück, welche die Experimentalphysik am Standort Duisburg-Essen maßgeblich mitgestaltet hat.
Wir verlieren mit ihm nicht nur einen begnadeten Wissenschaftler, geschätzten Kollegen und geduldigen Mentor, mit einem unermesslichen Erfahrungsschatz, sondern auch einen guten Freund. Seine herzliche und persönliche Art wird uns immer in Erinnerung bleiben, ebenso wie seine immerzu positive Lebenseinstellung.
29.05.2020 Erfolgreiche Verlängerung des Sonderforschungsbereichs 1242
Rasend schnelle Materialveränderungen und Messtechniken im Bereich von Femtosekunden: Das sind die Kernaspekte des Sonderforschungsbereichs 1242 der Fakultät für Physik an der Universität Duisburg-Essen (UDE). Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert ihn für weitere vier Jahre mit 12 Mio €.
Unsere Arbeitsgruppe ist dabei beteiligt am aktuellen Teilprojekt A05 "Femtosecond Time-Resolved Soft X-Ray Spectroscopy for an Element Specific Analysis of Complex Nanostructures" (Bovensiepen, Tarasevitch, Wende) sowie am zukünftigen Teilprojekt A07 "Charge Transfer, Diffusion and Lattice-Mediated Dynamics in Oxide Heterostructures" (Eschenlohr, Ollefs).
Bild: Wirbelbildung von Licht: Das Muster repräsentiert das elektrische Feld, das für wenige Femtosekunden im Zentrum einer Spirale auf einer Goldoberfläche gebildet wird, wenn diese mit zirkular-polarisiertem Licht beleuchtet wird. © SFB 1242, Dreher/Janoschka
22.05.2020 Reversible Änderung der Bandstruktur in Hochentropie-Oxiden
Eine Kooperation aus Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (Nanotechnologie) und der AG Wende haben Veränderungen in einem Hochentropie-Oxid (HEO) verfolgt und sind in der Lage, die Bandlücke des Systems reversibel zu verändern. Die Ergebnisse dieser Kooperation wurden als Feature-Artikel in dem Fachjournal APL Materials veröffentlicht und in AIP SciLights weiter beworben.
HEO ist eine kürzlich entdeckte Klasse von Oxiden, die aus fünf oder mehr Elementen in einem nahezu äquiatomaren Verhältnis besteht. Trotz ihrer hohen chemischen Komplexität kristallisieren sie gewöhnlich in einphasigen Mischkristallen mit homogener kationischer Verteilung.
In der Publikation werden die Veränderungen der elektronischen Bandstruktur eines auf seltenen-Erden-Elementen basierenden HEO, (Ce0.2La0.2Pr0.2Sm0.2Y0.2)O2-δ, untersucht. Durch Wärmebehandlung unter verschiedenen Atmosphären ist es möglich, die Bandlücke zwischen 2 und 3,2 eV reversibel zu verändern. Für die Studie wurden elementspezifische Röntgenabsorptionsspektroskopie-Messungen an den Synchrotronstrahlungsquellen BESSY II (Berlin) und PETRA III (Hamburg) durchgeführt. Mit dieser Technik ist es möglich, die Oxidationszustände der verschiedenen Elemente und den Besetzungszustand der verschiedenen Orbitale zu bestimmen. Bei einer wärmebehandelten Probe unter oxidierender Atmosphäre war Praeseodym hauptsächlich im Zustand 4+ vorhanden, was zu einem unbesetzten Praeseodym 4f-Band und einer Bandlücke von 2 eV führt. Bei einer wärmebehandelten Probe in reduzierender Atmosphäre wird Praeseodym in den Zustand 3+ reduziert und das System weist eine Bandlücke von bis zu 3,2 eV auf. Während dieser Wärmebehandlung haben die Elemente Lanthan, Samarium und Yttrium keinen Einfluss auf die Bandlücke. Die Autoren vermuten, dass die Rolle dieser Kationen darin besteht, für strukturelle Stabilität zu sorgen.
"Das Phänomen der reversiblen Abstimmung könnte auch gut für Sensoranwendungen nützlich sein", sagte der Autor Abhishek Sarkar. In zukünftigen Untersuchungen werden die Autoren nach Methoden der reversiblen Änderung bei Raumtemperatur suchen, wie zum Beispiel einem elektrochemischen Ansatz.
19.12.19 Die Wirkung des heißen Elektrons
Sehen kann man sie nicht wirklich, aber dennoch lässt sich der Energiefluss wie in einem Daumenkino verfolgen: Physiker der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben die Energieübertragung in einem Metall-Isolator-Material untersucht und ihre Ergebnisse im Fachmagazin „Physical Review B“ veröffentlicht. Langfristig könnten sie dazu beitragen, das Wärmeproblem in der Mikroelektronik durch gezieltes Materialdesign zu lösen.
Die Veröffentlichung entstand als Kooperation der Arbeitsgruppen von Prof. Uwe Bovensiepen, Prof. Rossitza Pentcheva und Prof. Heiko Wende.
Originalveröffentlichung:
N. Rothenbach, M. E. Gruner, K. Ollefs, C. Schmitz-Antoniak, S. Salamon, P. Zhou, R. Li, M. Mo, S. Park, X. Shen, S. Weathersby, J. Yang, X. J. Wang, R. Pentcheva, H. Wende, U. Bovensiepen, K. Sokolowski-Tinten, A. Eschenlohr
Microscopic nonequilibrium energy transfer dynamics in a photoexcited metal/insulator heterostructure
Phys. Rev. B 100, 174301 (2019)
DOI: 10.1103/PhysRevB.100.174301
03.12.19 Wende neuer Vertrauensdozent
Prof. Dr. Heiko Wende ist nun Vertrauensdozent der Studienstiftung des deutschen Volkes. Im Oktober wurde er offiziell durch den Vorstand der Stiftung bestellt. Auch der zweite Vertrauensdozent am Campus Duisburg kommt aus dem CENIDE-Netzwerk.
25.11.19 Neue Magnete für künftige Energietechnologien
Ob superstarke Permanentmagnete für Windräder und Elektromotoren oder Werkstoffe für die magnetische Kühlung – für eine erfolgreiche Energiewende und zugunsten einer emissionsarmen Zukunft müssen neue Funktionsmaterialien her. An der TU Darmstadt und der UDE startet daher zum 1. Januar der neue Sonderforschungsbereich TRR 270 „HoMMage“, der zunächst für vier Jahre mit rund 12 Mio. Euro von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird. Daran maßgeblich beteiligt ist auch unsere Arbeitsgruppe, unter anderem mit den Projekten A3 (Katharina Ollefs) sowie B5 und Z-MGK (Heiko Wende).
© Windrad (links oben):prspics/Piqza.de/Montage: TU Darmstadt
25.09.19 Neues Gleichstellungsteam
Seit dem 25.09.2019 gibt es an der Fakultät für Physik ein neues Gleichstellungsteam, darunter auch zwei unserer Mitarbeiterinnen, Katharina Ollefs und Samira Webers (2. v.l.), die als Stellvertreterinnen zusammen mit Anna Semisalowa (r.) und Marika Schleberger (2. v.r.), die Gleichstellungsbeauftragte Cornelia Geller (l.) unterstützen. Ziel ist es, den Grundsatz der Gleichberechtigung von Frauen und Männer an der Fakultät für Physik zu berücksichtigen. Darunter versteht sich die Förderung zur Gewinnung und Qualifizierung von Studentinnen und Mitarbeiterinnen und die Vereinbarkeit von Studium, Beruf und Familie zu verbessern.
14.06.19 Großer Erfolg für Physikerinnen der Fakultät beim Einwerben von BMBF-Forschungsmitteln
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat insgesamt 2,8 Millionen Euro für Forschungsprojekte an Großforschungsanlagen bewilligt, die unter der Federführung von Forscherinnen der Fakultät für Physik beantragt wurden. Dabei geht es um Experimente, die nur mit Hilfe von großen Beschleunigern durchgeführt werden können.
Dr. Katharina Ollefs hat Mittel für ein Projekt beantragt, das am European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble aufgebaut werden soll, Prof. Dr. Marika Schleberger für ein Projekt an der GSI (Gesellschaft für Schwerionenforschung) in Darmstadt.
Antrag Ollefs
Das BMBF hat den Antrag von Dr. Katharina Ollefs (AG Wende) für das Gemeinschaftsprojekt ULMAG in Kollaboration mit Kollegen der Technischen Universität Darmstadt (Prof. O. Gutfleisch) genehmigt. Das Ziel des Projekts ULMAG (ULtimate MAGnetic Characterization) ist es, einen einzigartigen und vielseitigen Versuchsaufbau zu konstruieren, um unter streng gleichen experimentellen Bedingungen elementare (XMCD) und makroskopische magnetische Eigenschaften von Materialien durch die Kombination von Röntgenbeugung mit Magnetostriktion, Magnetwiderstand, magnetoelektrischen und magnetokalorischen Effekten zu messen. Dieser Versuchsaufbau soll an der Beamline ID12 der ESRF in Grenoble implementiert werden und als vielseitiges Werkzeug für die kombinierte makroskopische und mikroskopische Charakterisierung von magnetischen Materialien dienen. Insgesamt wird das Gemeinschaftsprojekt mit 1,4 Millionen Euro über einen Zeitraum von drei Jahren gefördert.
Neuartige, energieeffiziente Kühlung durch magnetische Materialien basierend auf magnetostrukturellen Phasenübergängen. Ein besseres Verständnis der gekoppelten Übergänge ermöglicht die neue Messapparatur ULMAG.
03.04.19 PhD Focus Session: Biogenic spin phenomena
Die PhD focus session "Biogenic Spin Phenomena", welche von Doktoranden aus den Gruppen von M. Farle, H. Wende (Universität Duisburg-Essen) sowie T. Weßels (FZ Jülich) organisiert wurde, hat eine Gruppe von Experten versammelt um ihre Erkenntnisse und Blickwinkel zu Biomagnetismus darzulegen. Das Symposium mit ca. 80 Teilnehmern, finanziert von der DPG, konnte erfolgreich neue Verknüpfungen zwischen Forschergruppen schaffen.
Wir danken daher allen Sprechern für ihre exzellenten Beiträge und die hervorragende Podiumsdiskussion. Für uns Doktoranden war die Organisation dieses Events eine wichtige Erfahrung. Entsprechend bedanken wir uns bei der DPG, der jDPG, der Universität Duisburg-Essen sowie beim Forschungszentrum Jülich, die diese Erfahrung überhaupt erst möglich gemacht haben. Unser besondere Dank gilt dem Center for Nanointegration Duisburg-Essen (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen für die finanzielle Unterstützung.
Organisatoren:
- Iuliia Novoselova (iuliia.novoselova@uni-due.de)
- Thomas Feggeler (thomas.feggeler@uni-due.de)
- Irene Iglesias (irene.iglesias@uni-due.de)
- Nico Rothenbach (nico.rothenbach@uni-due.de)
- Teresa Weßels (t.wessels@fz-juelich.de)
- Benjamin Zingsem (benjamin.zingsem@uni-due.de)
01.04.19 Focus Session: Magnetic materials for energy efficient applications
Die Focus Session, organisiert von Franziska Scheibel (TU Darmstadt) und Katharina Ollefs (Universität Duisburg-Essen) wurde zum Erfolg, nachdem sie von der weltgrößten Vereinigung für Magnetismus ("Fachverband Magnetismus" der DPG) als eine ihrer insgesamt 5 Focus Sessions für 2019 ausgewählt wurde.
Magnetische Hochleistungsmaterialien sind zentraler Bestandteil vieler energiebezogener Technologien wie getriebelosen Windenergieanlagen sowie E-Mobilität. Sie sind weiterhin wichtig für die Robotik, Automatisierung, Sensoren, Aktuatoren und Informationstechnologie, nebst festkörperbasierter Kühlung. Es wird erwartet, dass all diese Technologien in den nächsten Jahrzehnten signifikantes Wachstum zeigen, insbesondere jene Technologien welche zur "grünen Energie" beitragen, wo sogar ein exponentielles Wachstum erwartet wird. Verschiedene internationale Experten auf den Feldern von Permanentmagneten und Magnetokalorik haben über verschiedene Aspekte magnetischer Materialien berichtet:
- Microstructure optimization for rare-earth efficient permanent magnets (Thomas Schrefl)
- Advanced methods for the development of high performance hard and soft magnetic materials (Dagmar Goll)
- Compositionally graded films as model systems to study magnetic materials for energy applications (Nora Dempsey)
- Dissecting the magneto-structural transformation in materials with first-order field-induced transitions (Konstantin Skokov)
Die Organisatoren bedanken sich für die Unterstützung durch die Sektion Kondensierte Materie der Deutschen Physikalischen Gesellschaft.
Organisatoren:
- Katharina Ollefs (katharina.ollefs@uni-due.de)
- Franziska Scheibel (scheibel@fm.tu-darmstadt.de)
31.01.19 Promovierende werben Symposium ein
Nachwuchswissenschaftler der UDE (darunter auch Nico Rothenbach und Thomas Feggeler aus unserer AG) und des Forschungszentrums Jülich haben auf Europas größtem Physikkongress ein Symposium eingeworben. Aus allen Anträgen wurde ihr interdisziplinärer Themenvorschlag "Biogenic Spin Phenomena" ausgewählt. Teilnehmer der Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) in Regensburg können das Symposium am 3. April kostenlos und ohne vorherige Anmeldung besuchen.
20.12.18 Prof. Heiko Wende zum neuen Wissenschaftlichen Direktor von CENIDE gewählt
In der CENIDE-Vorstandssitzung am 19. Dezember wurde Professor Heiko Wende zum neuen Wissenschaftlichen Direktor gewählt, sein Stellvertreter ist Professor Malte Behrens.
17.05.18 Neuer Sonderforschungsbereich unter Beteiligung von Prof. Rossitza Pentcheva und Prof. Heiko Wende aus unserer Fakultät
Starkes Doppel: Nanotechnologie und Katalyseforschung vereint ein neuer Sonderforschungsbereich, der ab Juli an der Universität Duisburg-Essen (UDE) und der Ruhr-Universität Bochum (RUB) eingerichtet wird. Das gab die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) heute bekannt. Sie fördert den neuen Verbund („Heterogene Oxidationskatalyse in der Flüssigphase“), unter dem Dach der Universitätsallianz Ruhr (UA Ruhr) mit ca. 10 Mio. Euro für zunächst für vier Jahre.
23.04.18 Forschungsergebnisse der AG Wende werden auf dem Cover der Annalen der Physik gewürdigt
Aktuell werden Nanopartikel aus Magnetit (einem bestimmten Eisenoxid) aufgrund ihrer spannenden Eigenschaften sowohl in der Grundlagenforschung aber auch im Hinblick auf neue technische Anwendungen sehr intensiv untersucht. Diese Eisenoxid-Nanopartikel werden schon heute als Kontrastmittel in der Kernspintomographie, bei der Hyperthermie zur Krebsbehandlung, zum gerichteten Transport von Medikamenten, in regelbaren Stoßdämpfern in Autos, als magnetische Tinte für Drucker aber auch zur Entfernung von Schwermetallen aus Abwasser verwendet. Magnetit zeichnet sich durch einen Phasenübergang bei 123 K (-150°C) – den sogenannten Verwey-Übergang – aus.
Es ist schwierig, diesen Phasenübergang in einem Ensemble aus Nanopartikeln mittels Beugungsmethoden zu charakterisieren. In einer Zusammenarbeit von Dr. Carolin Schmitz-Antoniak (FZ Jülich) mit Mitarbeitern der Arbeitsgruppe Wende und Wissenschaftlern der theoretischen Physik an der Uppsala University (Schweden) gelang es nun, den Verwey-Übergang in Nanopartikeln mittels Röntgenabsorptionsspektroskopie an der Synchrotronstrahlungsquelle BESSY-II in Berlin detailliert zu analysieren. Spannenderweise finden die Kooperationspartner, dass der Verwey-Übergang in den Magnetit-Partikeln durch eine Hülle aus Silica (siehe künstlerische Darstellung auf dem Cover der renommierten Zeitschrift „Annalen der Physik“) unterdrückt werden kann. Durch die spektroskopischen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass dieser Effekt durch das Einfangen (Festhalten) von Ladungen an der Grenzfläche der Silica-Hülle zu dem Eisenoxid-Nanopartikel erklärt werden kann. Möglicherweise eröffnen diese neuen Erkenntnisse der Grundlagenforschung Möglichkeiten zum Maßschneidern der Eigenschaften der Nanopartikel für neue Anwendungen, wie etwa in smarten Materialien.
21.02.18 Dr. Joachim Landers erhält CENIDE Vortragspreis
Vom 19. bis zum 21. Februar fand in Bergisch Gladbach die jährliche CENIDE-Konferenz statt. In diesem Rahmen wurden unter anderem die besten Vorträge der Young Researcher Session mit Preisen ausgezeichnet. Unter den Preisträgern war auch Dr. Joachim Landers (2.v.r.) aus unserer Arbeitsgruppe, mit seinem Vortrag "Simultaneous Study of Brownian and Néel Relaxation Phenomena in Ferrofluids by Mössbauer Spectroscopy".
05.02.18 Microseminar Preise beim Edgar-Lüscher-Seminar
Beim diesjährigen Edgar-Lüscher-Seminar in Klosters wurden die traditionellen Microseminars gehalten, zeitlich eng begrenzte Kurzvorträge zu wissenschaftlichen Postern. Die nach Publikumsentscheid fünf besten Vorträge wurden von Eberhard Wassermann (3.v.l.) und der Generalsekretärin der DFG, Dorothee Dzwonnek (3.v.r.), mit Preisen ausgezeichnet. Unter den Preisträgern waren dieses Jahr Nico Rothenbach (2.v.l.) und Alexandra Terwey (2.v.r.) aus unserer Arbeitsgruppe.
25.01.18 AG Wende und Farle nehmen neue UHV-PLD in Betrieb
Nach langer Vorbereitung konnte am 25. Januar die neue UHV-PLD Anlage im NETZ Gebäude in Betrieb genommen werden. Der gemeinsam von den Gruppen Wende und Farle genutzte Aufbau vereint eine von der Universität Ulm zur Verfügung gestellte UHV Kammer mit einem neuen Excimerlaser von Coherent, welcher dank der Unterstützung von CENIDE erworben werden konnte. Neben der Möglichkeit mit besonders niedrigen Drücken zu Arbeiten erlaubt die Kammer ein sehr hohes Maß an Flexibilität bei der Probenherstellung. Der besondere Clou ist die rechnergesteuerte Auswahl der Targetmaterialien, sodass auch komplexe Legierungen, Komposite und Multilagen automatisiert hergestellt werden können.
Verwendet wird diese Kammer unter Anderem im Rahmen des neuen SFB/TRR 247 um Referenzsysteme für die Katalyse herstellen zu können.
17.10.17 Dr. Joachim Landers erhält Duisburger Sparkassenpreis
Fünf Studierende und vier Promovend/innen wurden von der Sparkasse Duisburg für ihre herausragenden Leistungen ausgezeichnet. Die Preise sind mit jeweils 1.000 bzw. 2.000 Euro dotiert.
Geehrt wurden für ihre mit summa cum laude bewerteten Dissertationen Igor Kozeletskyi (BWL), Christoph Kern (Gesellschaftswissenschaften), Jennifer Stemmann (Ingenieurwissenschaften) und Joachim Landers (Physik, AG Wende). Für besondere Studienleistungen wurden ausgezeichnet: Priyanha Logeswaran (BWL), Lukas Fiege (Gesellschaftswissenschaften), Janosch Luttmer (Ingenieurwissenschaften), Alina Behrendt (Mathematik) und Magdulin Dwedari (Physik).
Im Bild (v.l.): Sebastian Reicherts (Lehrstuhl für Mechatronik), Bürgermeister Manfred Osenger, Joachim Landers, Magdulin Dwedari, Rektor Prof. Ulrich Radtke, Dr. Joachim Bonn, Vorstandsvorsitzender der Sparkasse Duisburg, Igor Kozeletskyi, Christoph Kern, Alina Behrendt, Jennifer Stemmann und Priyanha Logeswaran.
20.08.17 WE-Heraeus-Klausurtagung
Am 20.08.2017 fand die viertägige Klausurtagung "Solid State Spectroscopy in the Frequency and Time Domain" in der Hanauer Hütte des DAV in der eindrucksvollen Umgebung der Lechtaler Alpen mit 22 Teilnehmer*innen aus den Arbeitsgruppen Wende und Bovensiepen statt.
Das Ziel dieses "Hüttenseminars" war die Stärkung der Kooperation der beiden Arbeitsgruppen, was bereits mit der gegenseitigen Unterstüzung beim ersten etwa zweistündigen Aufstieg begann. Geprägt war die Klausurtagung von den Wanderungen an einigen Vormittagen und den Vorträgen an den Nachmittagen, welche in englischer Sprache nach vorher festgelegten Themengebieten gehalten wurden.
Ein besonderes Highlight war dabei das Heraeus-Büffet, was von den Mitarbeitern der Hanauer Hütte mit großem Engagement hergerichtet wurde. Die Zusammenarbeit mit den Hüttenwirten war vorbildlich, sodass die Hanauer Hütte als Tagungsort für solche Veranstaltungen auf jeden Fall weiterempfohlen werden kann.
18.07.17 Verleihung des Dissertationspreises der German Ferrofluid Society an Dr. Joachim Landers
Im Rahmen des 16th German Ferrofluid Workshops wurden herausragende Dissertationen mit dem mit 1.000€ dotierten Dissertationspreis der German Ferrofluid Society ausgezeichnet. Unter den Preisträgern ist auch Dr. Joachim Landers aus der AG Wende, mit seiner Dissertation "Study of magnetic relaxation dynamics in soft matter nanoparticle composite systems".
23.11.16 CENIDE-Jahresfeier 2016
Mit der Kreuzeskirche Essen war die Location für die Jahresfeier diesmal eher ungewöhnlich: Zwischen hohen weißen Wänden und bunten Fenstern informierten sich rund 120 Mitglieder und Mitarbeiter von CENIDE in der Posterausstellung über die Arbeit der Kollegen, verfolgten die Verleihung der Awards und tauschten sich bei Currywurst, Quiche & Co. über Forschung und Alltägliches aus.
Unter den Preisträgern für den Best Poster Award war dieses Jahr auch Samira Webers aus unserer Gruppe, mit ihrem Poster “Magnetic relaxation effects of raspberry particles in meltable biopolymers”.
12.07.16 Prozessoren stromlos schalten
Es ist die Vision eines Computers, der effizient und fast ohne Hitzeentwicklung arbeitet: Einem Team von Wissenschaftlern – unter anderem vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) – ist es gelungen, sogenannte multiferroische Cluster stromlos zu schalten. Diese Entdeckung könnte einen weiteren Schritt hin zur nächsten Generation von Computerchips ermöglichen. Die Ergebnisse hat das Fachmagazin „Advanced Functional Materials“ als Leitartikel veröffentlicht.
09.06.16 Wie kommunizieren eigentlich Spins miteinander?
Mitglieder der Forschungsgruppe Wende haben die Spin-Kommunikationskanäle von magnetischen Doppeldecker-Molekülen auf ferromagnetischen Substraten analysiert – ihre Ergebnisse sind so bemerkenswert, dass die Zeitschrift Nature Scientific Reports sie veröffentlicht hat. Ändert sich der Spin an einer Stelle, hat das einen Einfluss auf den Spin an anderen Stellen. Untersucht wurde, wie groß dieser Einfluss ist – man spricht auch von Kopplung – und über welche Mechanismen diese Kopplung erfolgt (siehe schematisches Bild). Es zeigt sich eine klare antiferromagnetische Kopplung der Selten-Erd Ionen Tb und Dy über die Phthalocyanin-Liganden an die ferromagnetischen Substrate. Das wurde durch elementspezifische Untersuchungen der Magnetisierung als Funktion des angelegten Magnetfelds bestimmt. Die genaue Analyse der Feldabhängigkeiten zeigt, dass die Tb-Ionen stärker magnetisch gekoppelt sind als die Dy-Ionen. Die Messungen wurden an der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble, Frankreich, durchgeführt.
A. Candini, D. Klar et al. Nature Scientific Reports 6, 21740 (2016)
31.05.16 Neuer Sonderforschungsbereich in der Physik
Die DFG richtet an der Fakultät für Physik den Sonderforschungsbereich (SFB) 1242 ein, an dem Heiko Wende zusammen mit Uwe Bovensiepen und Alexander Tarasevitch das Teilprojekt A5 betreuen wird.
Dieses Teilprojekt zielt auf die elementspezifische Analyse der kombinierten zeitlichen und räumlichen Nichtgleichgewichtsdynamik lokaler, mikroskopischer Anregungen in komplexen Materialsystemen. Um einen elementspezifischen Zugang zu erhalten, sollen Fe/MgO Vielfachschichten und Co/CoxOy Kern/Hülle Nanopartikel durch optische Femtosekunden Pump-Pulse angeregt und dann im weichen Röntgenbereich abgefragt werden. Es werden pump-probe-Experimente mit komplementären Röntgenquellen durchgeführt. Dazu sollen die Experimente 1) an Synchrotronstrahlungsquellen oder Freie-Elektronen-Lasern und 2) an einer table top Laserquelle am Campus Duisburg durchgeführt werden. Die zentrale Fragestellung ist die Energietransferdynamik zwischen den Komponenten in den Metall-Halbleiter-Heterostrukturen.
16.03.16 Entspannte kleine Magnete
Magnetische Nanopartikel sind wahre Allrounder: Man verwendet sie zum Beispiel in der Krebstherapie, in Lautsprechern oder in Stoßdämpfern. Doch so verschiedene Anwendungen erfordern möglichst genau eingestellte Materialeigenschaften. Forscher um Professor Heiko Wende vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben nun analysiert, wie solche Partikel relaxieren, und ihre Ergebnisse in der angesehenen Fachzeitschrift „Nano Letters“ veröffentlicht. Hauptaugenmerk lag dabei auf der simultanen Messung von Brownschen und Néelschen Relaxationseigenschaften mittels Mössbauer-Spektroskopie.
Für das Projekt haben die Forscher der UDE innerhalb des Schwerpunktprogrammes 1681 der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit Kollegen der Technischen Universität Braunschweig zusammengearbeitet.
16.11.15 Materialien, smart und wandelbar
Funktionswerkstoffe sind wahre Multitalente. Sie stecken heute in vielen technischen Geräten – vom Auto bis zum Smartphone. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) setzt auf ihre Entwicklung. Für weitere drei Jahre unterstützt sie daher die Forschergruppe „Ferroische Funktionsmaterialien – Mehrskalige Modellierung und experimentelle Charakterisierung“ (FOR 1509). Dabei werden zwei Teilprojekte der Physiker und Ingenieure an der Universität Duisburg-Essen (UDE) mit über 750.000 Euro gefördert.
Um die Weichen für die weitere erfolgreiche Zusammenarbeit zu stellen, treffen sich die Wissenschaftler zu einem Kick-off am 19. und 20. November im NETZ (NanoEnergieTechnikZentrum). Ihr Ziel ist eine neue Qualität der Charakterisierung und Modellierung von so genannten Smart Materials: Diese Funktionswerkstoffe sind in der Lage, eine physikalische Größe in eine andere zu transformieren, beispielsweise durch Dehnungs- oder Temperaturänderungen oder mithilfe von Magnetfeldern. Fachübergreifend sollen neue Modellierungswerkzeuge und -ansätze entstehen.
Die beiden Koordinatoren, Prof. Dr. Jörg Schröder und Prof. Dr. Doru C. Lupascu, forschen gemeinsam mit Dr. Dominik Brands (Fakultät für Ingenieurwissenschaften) und Prof. Dr. Heiko Wende (Fakultät für Physik) an der UDE. Darüber hinaus sind weitere Kollegen an den Universitäten in Aachen, Darmstadt, Dortmund, Erlangen-Nürnberg, Kaiserslautern und Stuttgart beteiligt. Ihre Expertise umfasst eine große theoretische und experimentelle Bandbreite der gefragten Werkstoffklasse.
Vier der sieben Teilprojekte sind an der UDE und der TU Dortmund verankert. Diese Projekte zeigen, wie intensiv die Ruhrgebietshochschulen unter dem Dach der Universitätsallianz Ruhr zusammenarbeiten: Im Profilschwerpunkt „Materials Chain“ verknüpfen die Universitäten Bochum, Dortmund und Duisburg-Essen die exzellenten Bereiche ihrer Material‐, Werkstoff- und Produktionswissenschaften. Materials Chain deckt dabei vom Materialdesign über die Werkstoffherstellung und -veredelung bis hin zur Charakterisierung und Verarbeitung im Produktionsprozess alle Phasen moderner Produktions- und Materialwissenschaften ab.
10.11.15 Neuer Wissenschaftlicher Direktor und Stellvertreter für CENIDE
Auf seiner 59. Sitzung wählte der CENIDE-Vorstand am vergangenen Mittwoch Prof. Dr.-Ing. Stephan Barcikowski zum neuen Wissenschaftlichen Direktor. Sein Kollege Prof. Dr. Heiko Wende übernimmt das Amt des Stellvertreters.
11.09.15 Erfolgreiche Förderanträge im Schwerpunktprogramm 1599
Mehr als eine Million Euro fließen demnächst in Forschungsprojekte an der Universität Duisburg-Essen (UDE), um die Nutzung von Festkörpern zur Kühlung zu untersuchen. Im Schwerpunktprogramm 1599 „Caloric Effects in Ferroic Materials: New Concepts for Cooling“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft waren die Physiker und Ingenieurwissenschaftler der Universität sehr erfolgreich mit Anträgen für die zweite Förderperiode.
Sie alle eint die Arbeit an einem besonderen Thema: Neuartige Materialien für Kühlschränke und Klimaanlagen. Die bisherigen Systeme schädigen die Umwelt oder verbrauchen viel Strom. Alternativen bieten magnetische oder elektrisch polarisierte Festkörper, sogenannte ferroische Materialien.
Klimaschädliche oder brennbare Gase werden hier nicht benötigt, und die Systeme sind effektiver. Dabei wird ausgenutzt, dass sich die magnetische bzw. elektrische Ordnung an Phasenübergängen ändert. Ähnliche Phasenübergänge spielen auch im Alltag beim Schwitzen eine wichtige Rolle: Der Körper kühlt ab, wenn Flüssigkeit verdampft.
Sieben Mitglieder des Center for Nanointegration (CENIDE), im Einzelnen Prof. Dr. Mehmet Acet, Prof. Dr. Peter Entel, Prof. Dr. Michael Farle, Dr. Anna Grünebohm, PD Dr. Markus Gruner, Prof. Dr. Heiko Wende (alle Fakultät für Physik) und Prof. Dr. Doru C. Lupascu (Fakultät für Ingenieurwissenschaften), können nun bei diesem wichtigen Thema die Richtung international mitbestimmen.
10.08.15 PD Dr. Carolin Schmitz-Antoniak erhält den Gottschalk-Diederich-Baedeker-Preis
Mit dem diesjährigen Gottschalk-Diederich-Baedeker-Preis werden die herausragenden Leistungen von PD Dr. Carolin Schmitz-Antoniak gewürdigt. Die an der Universität Duisburg-Essen (UDE) lehrende Physikerin erforscht das umfangreiche Gebiet der nanoskaligen magnetischen Materialien. Diese werden sowohl in der Medizin, z.B. in der Kernspintomographie oder Tumorbehandlung, als auch in künftigen Datenspeichermedien eingesetzt. Der Preis ist mit 5.000 Euro dotiert.
Carolin Schmitz-Antoniak begann ihre wissenschaftliche Karriere in ihrer Geburtsstadt Braunschweig. Nach dem Diplom wechselte sie an die UDE, wo sie ihre Dissertation in Experimentalphysik schrieb. Anschließend erarbeitete sie sich in unserer Arbeitsgruppe sehr schnell ein eigenes Forschungsgebiet in den nanoskaligen magnetischen Systemen – hier widmete sie sich interessanten neuen Anwendungsmöglichkeiten.
Ihre Fähigkeit, in verschiedenen Kooperationen wichtige Forschungsergebnisse zu erzielen und internationale Netzwerke aufzubauen, brachte ihr nationale und internationale Anerkennung. Sie versteht es zudem, den Nachwuchs zu begeistern und mit neuartigen Versuchsaufbauten zu fördern. So baute Sie unter anderem einen neuen Versuch für das Praktikum für Fortgeschrittene auf.
08.04.15 Effektives Kühlen mit Festkörpern
Neue Veröffentlichung der AG Wende zusammen mit Dr. Markus Gruner und anderen Wissenschaftlern in Physical Review Letters.
Zwei Fliegen mit einer Klappe kann man erwischen, wenn man mit magnetischen Festkörpern kühlt, statt wie üblich Gase zu komprimieren und wieder expandieren zu lassen. Bei der Festkörperkühlung vermeidet man einerseits klimaschädliche Gase, andererseits hat der magnetokalorische Effekt, der dabei genutzt wird, eine wesentlich höhere Effektivität – hilft also beim Energiesparen.
Die Idee dabei ist es, Spinmomente im Festkörper durch ein magnetisches Feld auszurichten. Dabei erwärmt sich der Festkörper – diese Wärme wird beim konventionellen Kühlschrank nach außen abgegeben. Schaltet man das Magnetfeld ab, orientieren sich die Spinmomente wieder zufällig aus, wobei sich der Festkörper abkühlt. Das ist analog zur Abkühlung des expandierenden Gases beim üblichen Kühlen.
Ein vielversprechendes Materialsystem für die Anwendung ist La(Fe-Si)13, das solch einen magnetokalorischen Effekt in signifikanter Größe besitzt. Dieser beruht - wie nun gezeigt - auf einem komplexe Zusammenspiel zwischen Magnetismus, Gitterstruktur und elektronischer Struktur. Dazu haben Mitglieder der Arbeitsgruppe Wende zusammen mit Dr. Markus Gruner und anderen Wissenschaftlern Experimente und numerische Berechnungen durchgeführt, die direkte Hinweise auf eine enge Kopplung und den zugrunde liegenden mikroskopischen Mechanismus liefern. Die Ergebnisse wurden in der angesehenen Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.
13.10.14 Magnetische Ordnung in Multiferroischen Nanopartikeln
Mitarbeiter der AG Wende publizieren in NanoLetters, im Rahmen einer CENIDE Kooperation mit der Materialwissenschaft der Abteilung Bauwesen in Essen.
Untersucht wurde das Verhalten von BiFeO3 (Bismutferrit), welches bereits bei Raumtemperatur multiferroisches Verhalten zeigt, wegen seiner antiferromagnetischen Ordnung aber bislang wenig Anwendung fand. Bei Nanopartikeln verhält sich das Material jedoch schwach ferromagnetisch, eine offenbar größenabhängige Eigenschaft, welche im Rahmen einer vorhergehenden Kooperation schon erörtert wurde.
Bei dieser Arbeit wurde die in BiFeO3 auftretende magnetische Ordnung untersucht, eine komplexe, periodische zykloidale Struktur mit einer festen Periodenlänge. Durch Messungen an Nanopartikeln verschiedener Größe mittels Mössbauer-Spektroskopie konnte das temperaturabhängige Verhalten der Spinstruktur ermittelt werden.
Ankündigung 575. Wilhelm und Else Heraeus-Seminar: "Functional metalorganics and hybrids"
17. - 19. November 2014
Physikzentrum Bad Honnef
Weitere Details und Informationen zur Teilnahme: „575. Wilhelm und Else Heraeus-Seminar”
29.11.13 Industrie und Grundlagenforscher kooperieren bei Projekt - Mehr Speicherdichte für PCs
Computer-Festplatten müssen heute Unmengen an Daten speichern können. Für die Hersteller wird das langsam zum Problem: Mit den bisherigen Materialien ist noch mehr Leistung kaum herauszuholen. Das wollen wir, die Arbeitsgruppe Wende der Universität Duisburg-Essen, die Universität Uppsala sowie Seagate, ein weltweit führender Anbieter von Festplatten, ändern. Wir wollen ultradünne Schichtstrukturen entwickeln, die eine stärkere Magnetisierung erlauben – ohne die geht es nämlich beim Schreiben und Lesen von Informationen nicht. Unser Projekt NU-MATHIMO (New Materials for High Moment Poles and Shields) wird in den kommenden vier Jahren mit einer Million Euro von der EU gefördert.
04.11.13 Dr. Carolin Schmitz-Antoniak tritt Helmholtz-Nachwuchsgruppenleiter-Stelle an
Dr. Carolin Schmitz-Antoniak aus unserer Arbeitsgruppe hat eine der sehr gut ausgestatteten und daher sehr begehrten Helmholtz-Nachwuchsgruppenleiter-Stellen eingeworben. Sie wird zum 1. Februar 2014 ihre neue Stelle am Forschungszentrum Jülich am Peter Grünberg Institut 6 antreten.
Im Rahmen des Programms erhalten die jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für fünf Jahre eine Förderung von bis zu 250.000 € jährlich. Mit diesen Mitteln können sie erstmals eine eigene Forschungsgruppe aufbauen und leiten.
26.06.13 Duett auf Nano-Art
Ferroelektrische und -magnetische Eigenschaften voneinander abhängig in einem System zu nutzen, daran arbeiten Wissenschaftler schon seit Langem. Dem Team um die Experimentalphysiker Prof. Heiko Wende, Prof. Wolfgang Kleemann und Dr. Carolin Schmitz-Antoniak ist dies jüngst in einem Komposit-System gelungen. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in der aktuellen Ausgabe der „Nature Communications“.
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11.04.13 Anne Warland
hat den Doktortitel erworben mit dem Thema "Röntgenabsorptionsspektroskopie an Fe-Oxid-Nanopartikeln"
Die Arbeit steht auf dem Publikationsserver der Universität zur Verfügung.
29.11.12 Forscher unserer Fakultät erfolgreich beim neuen Schwerpunktprogramm SPP 1599
Geräte zur Kühlung gehören zu den größten Verbrauchern von Elektrizität und erzeugen so einen beträchtlichen Beitrag zur weltweiten CO2-Emission. Die kürzlich entdeckten riesigen Entropieänderungen, die mit ferroelastischen Phasenumwandlungen in Festkörpern verbunden sind, versprechen hohe Effizienzen für zukünftige Kühlgeräte. Da außerdem als Kühlmittel Festkörper verwendet werden, kommt diese Technologie völlig ohne Kohlenwasserstoffe aus, die mitverantwortlich für die globale Erwärmung sind.
Um die Forschung auf diesem Gebiet zu beschleunigen, hat die DFG das Schwerpunktprogramm SPP 1599 zu dem Thema “Caloric Effects in Ferroic Materials: New Concepts for Cooling” ins Leben gerufen. Das Programm soll die größten Herausforderungen angehen, die bei der Einführung von ferroischen Materialien in die praktische Anwendung auftreten.
Prof. Dr. Peter Entel, Prof. Dr. Michael Farle/Prof. Dr. Mehmet Acet und Prof. Dr. Heiko Wende aus unsere Fakultät haben zusammen mit Prof. Dr. Doru C. Lupascu (Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Institut für Materialwissenschaft) mit ihren Anträgen bei dem neuen Schwerpunktprogramm SPP 1599 Erfolg gehabt und können nun bei diesem wichtigen Thema die Richtung mitbestimmen.
07.11.12 Prämierte Paper und Fotos
Bei der gestrigen Mitgliederversammlung in der Sportschule Wedau wurden unter anderem die jeweils fünf Gewinner des Best Paper Awards sowie des Fotowettbewerbs geehrt, darunter auch Dr. Carolin Schmitz-Antoniak und Soma Salamon aus unserer Arbeitsgruppe.
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28.08.12 Dr. Carolin Schmitz-Antoniak erhält in Peking den Dale Sayers Young Scientist Award
Seit 2003 vergibt die International X-ray Absorption Society (IXAS) alle drei Jahre den IXAS Dale Sayers Young Scientist Award für Nachwuchswissenschaftler, die herausragende Beiträge auf dem Gebiet der Forschung mit Synchrotronstrahlung geliefert haben. Frau Dr. Schmitz-Antoniak aus der Forschungsgruppe von Prof. Dr. Heiko Wende hat den Preis auf der 15. Internationalen Röntgenabsorptionskonferenz XAFS15 in Peking erhalten für die Erforschung der Struktur und des Magnetismus nanoskaliger Systeme. Der Preis wird zu Ehren von Dale Sayers, einem der Pioniere der modernen Spektroskopie mit Röntgenstrahlung zur lokalen Strukturbestimmung vergeben. Neben der Urkunde erhielt Frau Dr. Schmitz-Antoniak 500 Dollar und ein chinesisches Teeservice.
24.07.12 Bernhard Krumme
hat den Doktortitel erworben mit dem Thema
"Einfluss von Unordnung und Grenzflächen auf elektronische und magnetische Eigenschaften von Heusler-Systemen"
Die Arbeit steht auf dem Publikationsserver der Universität zur Verfügung.
11.04.12 Interview bei Leonardo WDR5
Nanomagnete - Winzige Magnete mit riesigen Möglichkeiten
"So hört es sich an, wenn Physiker Nanomagnete herstellen. Professor Heiko Wende und sein Team haben in ihrem Labor an der Universität Duisburg-Essen eine zwei meterhohe Apparatur für die winzigen Magnete aufgebaut. In der Mitte befindet sich eine fassgroße Stahlkammer, drumherum Rohre und Messgeräte. Was da surrt, ist eine Vakuumpumpe. ..." lautet der Anfang des Radioberichtes über Nanomagnete in Leonardo dem Wissenschaftsmagazin des WDR5.
Weiter zum Skript
Weiter zur vollständigen Leonardo-Sendung des 11. April
14.11.11 Winzige, maßgeschneiderte Magnete
Mitarbeiter der AG Wende, AG Farle und AG Entel veröffentlichen in „Nature Communications
Nanomagnete werden heutzutage vielerorts eingesetzt: in der Medizin genauso wie in der Datenspeicherung. Dazu müssen sie mal stark, mal schwach magnetisch sein. Wie man die winzigen Magnete mit ganz bestimmten Eigenschaften herstellt, haben Mitarbeiter der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Heiko Wende, Prof. Dr. Michael Farle und der Arbeitsgruppe Prof. Dr. Peter Entel soeben herausgefunden und ihre Ergebnisse veröffentlicht. Sie haben nun konkrete Regeln definiert, mit denen es möglich ist, schon bei der Herstellung der Nanomagnete deren Eigenschaften genau zu bestimmen. Dazu hat das Team aus der Experimentalphysik die Nanopartikel mit unterschiedlichen Metallen ummantelt und anschließend deren Effekt auf die magnetischen Eigenschaften der innenliegenden Partikel gemessen.
06.05.10 Experiment des Monats
Wie schlägt man das 75 Jahre alte Slater-Pauling-Limit?
Magnetische Materialien mit großen magnetischen Momenten bei Raumtemperatur finden heute in zahlreichen Beispielen Anwendungen: als Schreibköpfe für Computer-Festplatten, Elektromotoren, Generatoren, Transformatoren usw. Der Rekord wird seit 75 Jahren von einer Fe-Co-Legierung gehalten mit einem magnetischen Moment von ca. 2.45 µB pro Atom. Selten-Erd-Metalle besitzen zwar weitaus größere magnetische Momente, allerdings weisen sie bei Raumtemperatur keine ferromagnetische Ordnung auf. Kombiniert man diese mit Ferromagneten wie z.B. Fe, so wird die Ordnungstemperatur des Selten-Erd-Metalls durch die Kopplung erhöht. Allerdings ist die Kopplung zwischen den verschiedenen Metallen antiferromagnetisch, was die Nettomagnetisierung wiederum drastisch reduziert. Ein Ausweg aus diesem Dilemma wurde nun in einer gemeinsamen Arbeit der AG Wende mit der Theorie-Gruppe um O. Eriksson (Uppsala) gefunden.
Weitere Informationen zum Experiment des Monats
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05.02.10 Neuer Versuch im Praktikum für Fortgeschrittene
Im Rahmen der Ringvorlesung Moderne Messmethoden der Physik wurde ein neuer Versuch im Praktikum für Fortgeschrittene vorgestellt. Der Versuch läuft unter "Mess- und Experimentiertechnik" und heißt "Beugung langsamer Elektronen und Auger-Elektronen-Spektroskopie im Ultrahochvakuum".
Obwohl die Oberflächenphysik bei mehreren Arbeitsgruppen in der Fakultät für Physik Schwerpunkt ist, waren bisher Versuche zu diesem Gebiet stark unterrepräsentiert. Ziel ist es Standard-Prozeduren zur Reinigung und Charakterisierung von Oberflächen im Ultrahochvakuum zu erlernen. Die Anlage ist komplett neu und mit fast 120.000 € aus den Mitteln der Fakultät angeschafft worden. Die Apparatur wurde von Frau Dr. Carolin Antoniak aus der Arbeitsgruppe Wende aufgebaut, in Betrieb genommen und nun vorgestellt.
Im Praktikum kann dann ab März 2010 unter Ultrahochvakuum die Oberfläche eines Kupfer-Einkristalls durch Ionenätzen mit hochenergetischen Argon-Ionen gesäubert werden. Anschließendes lässt sich durch Heizen die dabei entstehende Rauhigkeit reduzieren. An der sauberen, glatten Oberfläche kann die atomare Zusammensetzung mittels Auger-Spektroskopie analysiert werden. Eine Auswertung von LEED-Reflexen ergibt außerdem die Gitterkonstante in der Ebene. Einlassen von O2-Gas führt zu einer Überstruktur, die durch weitere LEED-Aufnahmen identifiziert und mit Auger-Spektroskopie charakterisiert werden soll.
