Neues Quanten-Elektronenmikroskop stärkt Quantenforschung

Hinweis zur Verwendung von Bildmaterial: Die Verwendung des Bildmaterials zur Pressemitteilung ist bei Nennung der Quelle vergütungsfrei gestattet. Das Bildmaterial darf nur in Zusammenhang mit dem Inhalt dieser Pressemitteilung verwendet werden. Falls Sie das Bild in höherer Auflösung benötigen oder Rückfragen zur Weiterverwendung haben, wenden Sie sich bitte direkt an die Pressestelle, die es veröffentlicht hat.

Kai Rossnagel (links) und Michael Bauer haben das neue Gerät eingeworben. Das Quanten-Elektronenmikroskop steht nun in einem neuen CAU-Labor des Physikzentrum. | Quelle: Eduard Moos | Copyright: Uni Kiel | Download

Anfang März wurde am Physikzentrum der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) das neue Ultrahochvakuum-Labor offiziell eröffnet. Das Labor besteht aus einem hochmodernen System, das wie ein Elektronenmikroskop arbeitet: Es liefert Bilder der Materialoberfläche mit bis zu zehn Nanometern Auflösung und kombiniert dies mit zeit- und energieaufgelöster Photoemissionsspektroskopie, um gleichzeitig die elektronischen Eigenschaften der Oberfläche zu messen. So können Forschende genau sehen, wie sich Elektronen in Quantenmaterialien räumlich verteilen und welche Energiezustände sie einnehmen. Diese Informationen können für zukünftige Technologien wie Quantencomputer oder ultraschnelle Sensoren entscheidend sein.

Bisher nutzten die Kieler Forschenden entweder energieaufgelöste Spektroskopie oder hochauflösende Mikroskopie. „Wir konnten aber bislang beide Verfahren nicht unter identischen Bedingungen kombinieren“, sagt Michael Bauer bei der Laboreröffnung, der das Gerät zusammen mit Kai Rossnagel eingeworben hat. „Die neue UHV-Anlage vermeidet diese Problematik und erlaubt eine direkte Korrelation von Struktur und elektronischem Verhalten.“

Die beiden Physiker haben die Ultrahochvakuumanlage über das Großgeräteprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) eingeworben, im Jahr 2023 wurde sie bewilligt. Die Fördersumme beträgt knapp 800.000 Euro, die hälftig vom Land Schleswig-Holstein und vom Bund getragen wird.

Für den CAU-Forschungsschwerpunkt KiNSIS – Kiel Nano-, Surface and Interface Science stärkt das neue Großgerät die methodische Kompetenz im Bereich der Oberflächen- und Grenzflächenforschung. „Die Anlage ist eine zentrale Infrastruktur, die ganz neue Möglichkeiten für interdisziplinäre Kooperationen innerhalb des Forschungsschwerpunkts und darüber hinaus eröffnet“, sagt KiNSIS-Sprecher Kai Rossnagel. Zugleich biete sie exzellente Bedingungen, um den wissenschaftlichen Nachwuchs im Bereich moderner spektroskopischer Methoden auszubilden.

Über den Forschungsschwerpunkt KiNSIS:
Im Nanokosmos herrschen andere, quantenphysikalische, Gesetze als in der makroskopischen Welt. Strukturen und Prozesse in diesen Dimensionen zu verstehen und die Erkenntnisse anwendungsnah umzusetzen, ist das Ziel des Forschungsschwerpunkts KiNSIS (Kiel Nano, Surface and Interface Science) der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU). Aus der intensiven interdisziplinären Zusammenarbeit zwischen Physik, Chemie, Ingenieur- und Lebenswissenschaften entstehen neue Moleküle und Materialien, Sensoren und Batterien, Quantentechnologien, katalytische Verfahren, medizinische Therapien und vieles mehr. www.kinsis.uni-kiel.de

Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Professor Michael Bauer
Institut für Experimentelle und Angewandte Physik
Email: bauer@physik.uni-kiel.de
Telefon: +49 431 880-5098

Weitere Informationen:
https://www.uni-kiel.de/de/detailansicht/news/neues-quanten-elektronenmikroskop-staerkt-quantenforschung