Sonderforschungsbereich 616

 

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Sparkassenpreis

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 2013
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Für seine ausgezeichnete Promotion wurde Dr. Martin Magiera aus der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Dietrich Wolf geehrt.


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 2013
Cenide Paper Award und Logowettbewerb

Jeweils fünf Gewinner(teams) gab es beim Best Paper Award.
Vom SFB616 haben gewonnen: Oliver Ochedowski, Johannes Schaffert und Maren Cottin, Simone Wall. Für den Logowettbewerb Simon Sindermann und Andreas Makris.


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 2013
Dr. Simone Wall ist Finalistin

Dr. Simone Wall ist als eine von 4 Finalistinen für den Dissertationspreise der „Sektion Kondensierte Materie“ der Deutschen Physikalischen Gesellschaft“ vorgeschlagen. Auf der diesjährigen Frühjahrstagung der DPG in Regensburg wird am 11. März über den Gewinner entscheiden. Frau Wall wird ihre Arbeit in dem Vortrag „Domino Day at Surfaces: An Atomistic Picture of Charge DensityWave Formation at Surfaces“ ab 11:30 Uhr in der Sitzung SYSD im Hörsaal H2 vorstellen.

 
 2013
Dr. Hichem Hattab wird für seinen überdurchschnittlichen Abschluss ausgezeichnet

Sie sind jung, ehrgeizig und haben erreicht, wovon viele ihrer Kommilitonen träumen: einen überdurchschnittlichen Studienabschluss. Für ihre hervorragenden Leistungen wurden am 15. Januar elf hervorragende AbsolventInnen mit Migrationshintergrund aus allen Fakultäten der Universität Duisburg-Essen (UDE) ausgezeichnet.

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 2012
CENIDE Best Paper Award für Hichem Hattab.

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News_Hichem-Hattab

 

 

 

 

 

 

 

 



 

 2012
CENIDE Fotowettbewerb Gewinner:
Ulrich Hagemann und Arkadius Ganczarczyk sowie Florian Meinerzhagen.

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News_U.-Hagemann-und-A.-Ganczarczyk       News_F. Meinerzhagen

 

 

 

 

 

 

 



 
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 2012
Best Poster Award für junge Wissenschaftlerin

Wissenschaftler aus aller Welt treffen sich alle 2 Jahre zu einem der größten Foren auf dem Gebiet der Computersimulation von Strahlungseffekten in Festkörpern und an Oberflächen die neusten Methoden und Fortschritte auf diesem Gebiet zu diskutieren. Die elfte Auflage dieses Treffens, COSIRES, fand dieses Jahr in Santa Fe in New Mexico, nahe des berühmten Los Alamos National Laboratory, statt.

Im Rahmen dieser Konferenz waren auch Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen mit Konferenzbeiträgen vertreten. Ihre Ideen und ersten Ergebnisse präsentierte dort die junge Nachwuchswissenschaftlerin Stefanie Hanke, welche in der AG Wucher an der Fakultät für Physik im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 616 promoviert. Dort erarbeitet sie neuartige Konzepte und Programme zur Simulation von elektronischem Transport von Anregungsenergien in Festkörpern, welche durch Ionenbeschuss eingebracht wurden. Im Rahmen dieser Arbeit wird zur Simulation der Bewegung der bis zu 22.000 Festkörperatome die Bewegungsgleichung eines jeden Teilchens mit Hilfe einer Molekulardynamik-Simulation gelöst und anschließend die elektronische Anregung und deren Transport berechnet. Um den Transport dieser eingebrachten Anregungsenergie zu beschreiben wird die Boltzmann-Transportgleichung gelöst.

Im Rahmen der diesjährigen COSIRES präsentierte Stefanie Hanke ein Poster zu ihren Arbeiten und erhielt prompt den Best Poster Award. Die Jury des Tagungskomitees zeigte sich insbesondere davon beeindruckt, dass diese Rechnung mit einem von Stefanie Hanke eigens entwickelten und für diese Berechnungen optimierten Programms durchgeführt werden und nicht, wie sonst vielfach üblich, vorgefertigte Programmpakete benutzt werden.


 
Bovensiepen News

Bovensiepen News
 2012
Preisverleihung ICN+T


Alle zwei Jahre treffen sich die renommiertesten Wissenschaftler aus dem Gebiet der Rastersonden-mikroskopie auf der „International Conference for Nanoscience and Technology“, die dieses Jahr in Paris stattgefunden hat (ICN+T 2012). Für die Wissenschaftler aus dem Gebiet der Nanotechnologie und insbesondere der Rastersondenmikrokopie ist es der Höhepunkt des Tagungskalenders.

Unter ihnen war auch die junge Nachwuchswissenschaftlerin Dipl.-Phys. Maren Cottin aus der AG von Prof. Rolf Möller, die zurzeit im Sonder-forschungsbereich 616 an der Universität Duisburg-Essen promoviert. Im Gepäck hatte sie ihren Posterbeitrag auf dem sie beschreibt, wie sie ein Rastertunnelexperiment erweitern möchte, um zusätzlich ballistische Elektronen und emittiertes Licht zu detektieren. Ein solches Experiment wäre weltweit einmalig und würde der jungen Wissenschaftlerin neuartige Experimente zur Charakterisierung auf der Nanoskala, z.B. von einzelnen Molekülen ermöglichen.

Bei über 800 teilnehmenden Wissenschaftlern aus der ganzen Welt und über 500 Posterpräsentationen wurde die jeweils beste Präsentation aus 11 Themengebieten geehrt. Maren Cottin konnte mit ihrem Beitrag “Implementing a setup to detect Ballistic and Inelastic Channels in an LT-STM Experiment“ neben den Tagungsteilnehmern auch die Jury des Tagungskomitees voll überzeugen. So wurde sie mit einem „Best Poster“ Preis in der Kategorie "Scanning Probe Microscopy and Instrumentation" ausgezeichnet.

Nach inspirierenden Abschlussvorträgen von den Nobelpreisträgern Prof. Albert Fert und vor allem Prof. Jean-Marie Lehn wurden die ausgezeichneten Poster im prestigeträchtigen Saal der Sorbonne durch Sylvie Rousset prämiert.
 
Kammler
 2011
Ruf auf eine W2 Professur

Dr. Martin Kammler hat einen Ruf auf eine W2 Professur „Oberflächenanalytik“ an die Hochschule Regensburg erhalten und hat diese Poistion ab dem 1. Oktober angetreten. Martin Kammler war als Akademischer Rat im Lehrstuhl von Prof. M. Horn von Hoegen tätig und scheidet leider aus dem besonders ambitionierten und erfolgreichen Projekt B2 „Zeitaufgelöste Elektronenbeugung an Oberflächen“ des Sonderforschungsbereichs SFB 616 „Energiedissipation an Oberflächen“ aus.

 
gottschalk_diedrich_baedeker_preis_2011_meyer_zu_heringdorf
 2011
Preisverleihung: Gottschalk-Diederich-Baedeker-Preis

Privatdozent Dr. Frank-Joachim Meyer zu Heringdorf, Physiker an der Universität Duisburg-Essen (UDE), erhält den mit 5.000 Euro dotierten Gottschalk-Diederich-Baedeker-Preis für seine herausragende Habilitation. Darin befasst er sich mit verschiedenen Phänomenen in der Oberflächenphysik, die er mit der Mikroskopie langsamer Elektronen(LEEM) und mit Photoemissionsmikroskopie (PEEM) untersucht hat. Sein Meisterstück gelang ihm mit der Untersuchung der Dynamik von Oberflächenplasmonen in Silbernanostrukturen.

Plasmonen sind kollektive Schwingungen der Elektronen an metallischen Oberflächen, die sich wellenartig ausbreiten können. Seit Jahrhunderten werden Plasmonen in kleinen Metallpartikeln für die Färbung von Kirchenfenstern genutzt. In neuerer Zeit setzt man sie sogar in Schwangerschaftstests ein. Um Plasmonen in der Telekommunikation und als Ersatz für Leiterbahnen in integrierten Schaltkreisen nutzen zu können, muss man aber mehr über die Ausbreitungseigenschaften der Plasmonenwellen wissen, mit denen sich Meyer zu Heringdorf in seiner Habilitation befasst hat. Er baute ein sogenanntes Anrege-Abfrage-Experiment auf und kombinierte es mit einem Oberflächenelektronenmikroskop.


Eine Welle fast so schnell wie das Licht.

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Bovensiepen News
 2010
Auslands-Stipendium für promovierten Physiker


Pünktlich zum Start der Winterzeit packt der 31-jährige Manuel Ligges seine Koffer und zieht für ein Jahr in das sonnige Texas. Unter dem Arbeitstitel „Charge transfer excitons at organic semiconductor interfaces“ untersucht er dort an der UT Austin in der Gruppe von Prof. Dr. Xiaoyang Zhu Ladungstransferprozesse an Grenzflächen zwischen organischen Halbleitern.

Das Projekt wird durch den SFB616 und ein Postdoc-Stipendium der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina finanziell unterstützt. Mehr lesen...

„Diese Prozesse sind von fundamentaler Bedeutung für Solarzellen aus neuartigen organischen Materialien. In anorganischen Halbleitern , wie beispielsweise Silizium, sind sie schon seit langem verstanden. Die Gesetzmäßigkeiten lassen sich nur leider nicht einfach auf organische Materialien übertragen. Wir versuchen zu verstehen unter welchen Bedingungen sich die Ladungen effizient trennen lassen.“

Manuel Ligges studierte Physik an der Universität Duisburg-Essen (UDE), wo er im August 2009 unter der Leitung von Prof. Dr. Dietrich von der Linde mit Auszeichnung promovierte. Nach seinem Aufenthalt wird er seine Forschung in der Gruppe von Prof. Dr. Uwe Bovensiepen an der UDE fortführen. „Die UDE und der SFB616 bieten mir hervorragende Randbedingungen um dieses Forschungsprojekt in Deutschland fortzuführen.“
 
Bovensiepen News
 2010
„Ich sperre die Elektronen ein!“
Physikprofessor der Universität Duisburg-Essen (UDE) publiziert neue Erkenntnisse zur Lebensdauer von Quasiteilchen


Eine Forschungslücke hat das Team von Uwe Bovensiepen, Physiker am Sonderforschungsbereich 616 „Energiedissipation an Oberflächen“ der UDE, in Kooperation mit Partnern aus San Sebastian/Spanien geschlossen. Den Forschern gelang es, die rechnerischen Ergebnisse zur Lebensdauer von Quasiteilchen experimentell zu bestätigen. Damit hat die Forschung neue Einsichten über die Elektronendynamik an Grenzflächen zwischen Halbleiter und Metall gewonnen, wichtig für die Herstellung von immer kleineren Strukturen, etwa in Mikroprozessoren. Publiziert wurden die Ergebnisse unter dem Titel „Quasiparticle lifetimes in metallic quantum-well nano-structures“ in der Augustausgabe des Magazins „nature physics“. Mehr lesen...
Es ist ein in der Physik vertrauter Vorgang. Rechnerisch liegt ein Ergebnis seit langem vor. Aber im Experiment kommt man zu davon abweichenden Ergebnissen, und manchmal dauert es Jahrzehnte, bis es gelingt, die Theorie im Experiment zu bestätigen. Ein solcher Fall einer Diskrepanz zwischen Theorie und Experiment lag bislang in der Frage der Lebensdauer von Quasiteilchen in Metallen vor.

Als Quasiteilchen werden Elektronen im Zustand der energetischen Wechselwirkung mit anderen, angekoppelten Elektronen bezeichnet. Lenkt man zum Beispiel einen Laserpuls auf die Oberfläche eines hauchdünnen Bleifilms, so werden die Elektronen an der Oberfläche des Bleifilms angeregt und in eine höhere Schwingungsfrequenz versetzt. Das – modellhaft gesprochen – mit Energie aufgeladene und dadurch vor allen anderen Elektronen sozusagen ausgezeichnete Elektron wird, um das thermodynamische Gleichgewicht unter den Elektronen wieder herzustellen, seine „überschüssige“ Energie unter all die mit ihm verkoppelten Elektronen gleichmäßig verteilen. Am Ende dieses Prozesses verfügen alle beteiligten Elektronen über die gleiche Menge an Energie (die, auf das einzelne Elektron bezogen, natürlich erheblich geringer ausfällt als die ursprünglich auf ein Elektron konzentrierte Energiemenge).

Das Energie abgebende und verteilende Elektron ist das sogenannte Quasiteilchen oder auch Quasipartikel. Seine Lebensdauer definiert sich durch die Zeitspanne, die es braucht, um die Energie auf die anderen Elektronen gleichmäßig zu verteilen. „Dieser Zusammenhang ist theoretisch bekannt“, betont Bovensiepen. „Das ist hinlänglich beschrieben und in Anregeabfrageexperimenten beobachtet.“ Es gebe aber einen zweiten Aspekt, der sich wie ein Störfeuer auf die Wiederherstellung des thermodynamischen Gleichgewichts auswirke und in den erwähnten Experimenten die Berechnungen der Forscher bislang erheblich durcheinander gewirbelt habe.

„Dummerweise wandern Elektronen nämlich“, sagt Bovensiepen. Ist das Substrat, auf das der hauchdünne Bleifilm aufgebracht ist, ein leitfähiges wie zum Beispiel Kupfer, wandern Elektronen in dieses benachbarte Substrat ab. Bildlich gesprochen: Sie lösen sich aus dem Verband der Elektronen im Blei, bevor sie von dem Quasiteilchen überhaupt mit ihrem Anteil an der zu verteilenden Energie bedacht werden konnten. Das wiederum bedeutet aber: Das Quasiteilchen ist mit der Arbeit des Verteilens schneller fertig als es eigentlich sein müsste – seine Lebensdauer mithin kürzer. Das Einsickern von Elektronen in ein benachbartes Substrat verfälscht also das Ergebnis, es verkürzt die beobachtete Lebensdauer des Quasiteilchens.

Bovensiepens Entdeckung: Nimmt man statt des leitfähigen Materials ein Halbleitermaterial wie Silizium als Substrat, lässt sich ein „Energiefenster“ schaffen, innerhalb dessen sich die Theorie zur Lebensdauer von Quasiteilchen experimentell bestätigt. Und das geht so: Die Leitfähigkeit von Silizium ist von der Zufuhr von Wärme beziehungsweise Energie abhängig. „Je mehr sich die Umgebungstemperatur dem Nullpunkt annähert, desto mehr“, sagt Bovensiepen, „wird das Silizium, also der Halbleiter zum Isolator. Drossele ich also die Energiemenge, mit der ich durch den Laserpuls die Oberfläche des auf das Silizium aufgebrachten Bleis beschieße, unter ein bestimmtes Niveau, so verhindere ich ein Abwandern von Elektronen in das Silizium, da in diesem die Wanderungsbewegungen überhaupt zum Stillstand kommen. Ich sperre sozusagen die Elektronen ein. Damit verhindere ich, dass Wanderungsbewegungen die Untersuchung der Lebensdauer von Quasipartikeln behindern und verfälschen. Ich kann diese Lebensdauer unter stabilen Laborbedingungen untersuchen, und es stellt sich heraus, dass die Ergebnisse dem entsprechen, was man rechnerisch schon längst wusste.“

Die beschriebenen Experimente, an der FU Berlin in Kooperation mit einer Forschergruppe vom Donostia International Physics Center, San Sebastian/Spanien, unter der Federführung von Evgueni V. Chulkov begonnen und an der Universität Duisburg-Essen fortgesetzt, sind ein Beispiel dafür, wie im Sonderforschungsbereich 616 „allerschnellste Prozesse in den kleinsten Strukturen“ untersucht und nachgewiesen werden. Für ihre Untersuchungen verwenden die Physiker und Chemiker des SFB ultrakurze Laserpulse. Sie nutzen Verfahren, die extrem schnelle Bewegungen sichtbar machen können. So lässt sich beispielsweise die Flugbahn eines Elektrons auch dann noch verfolgen, wenn es mit einem Tempo durch die Gegend rast, das der Hälfte der Lichtgeschwindigkeit entspricht. Mit einer Länge von wenigen Femtosekunden entstehen auf diese Weise die kürzesten Filme der Welt: eine Femtosekunde ist ein Millionstel von einem Milliardstel einer Sekunde.

Der vollständige Artikel mit dem Titel „Quasiparticle lifetimes in metallic quantum-well nano-structures“ findet sich hier http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys1735.html

Kontakt:
Professor Uwe Bovensiepen
Sonderforschungsbereich 616 der Universität Duisburg-Essen
Tel.: 0203 - 379 4566
E-Mail: uwe.bovensiepen@uni-due.de
 
Kinderbetreuung des SFB616
 2010
Karrierekick statt Karriereknick
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert Gleichstellungsmaßnahmen.

Notfallbetreuung für den Nachwuchs. Damit seine Wissenschaftler-
innen und Wissenschaftler Familie und Beruf optimal vereinbaren können, hat der Sonderforschungsbereich SFB 616 der Universität Duisburg-Essen (UDE) eine besondere Kinderbetreuung eingerichtet.
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Jnawali News
 2010
Auszeichnung der Alexander von Humboldt-Stiftung
Ein Physiker reist um die Welt

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 Video-Beitrag auf RP-Online

Vom Himalaya über die Universität Duisburg-Essen (UDE) zu den Wolkenkratzern in Manhattan: Der Nepalese Dr. Giriraj Jnawali hat im Ruhrgebiet erfolgreich promoviert und geht nun als Feodor Lynen-Stipendiat der Alexander von Humboldt-Stiftung nach New York. Danach wird er seine Forschungen an der UDE weiterführen.

Der 35-Jährige erwarb seinen Bachelor of Science an der Tribhuvan University Kathmandu in Nepal. Für seinen Master begab er sich auf die erste große Reise und schloss diesen 2004 mit einer Arbeit in den Nanowissenschaften an der Universität Hannover ab. Im vergangenen Jahr promovierte der Physiker mit „Summa cum Laude“ an der UDE im Lehrstuhl von Prof. Dr. Michael Horn-von Hoegen, wo er seit 2005 arbeitet. Die Forschergruppe beschäftigt sich mit der Physik von Nanostrukturen auf Siliziumoberflächen.

 
A1
 2010
Electronic Excitations Generated by the Deposition of Mg on Mg Films

 A1
U. Hagemann, D. Krix, and H. Nienhaus

Phys. Rev. Lett. 104, 028301 (2010)


 Publication: DOI: 10.1103/PhysRevLett.104.028301

The article describes the detection of ballistic charge carriers excited by the condensation of Mg atoms on a metallic Mg film. Schottky diodes were used to detect a chemicurrent upon exposure to Mg atoms evaporated from an effusion cell. As schematically shown in the figure there are photocurrents in the diode as well due to the thermal radiation of the evaporator. By varying the temperature photonic and chemical contributions to the detected currents can be distinguished.
 
b5
 2008
A real-time view of mesoscopic surface diffusion

 C2
K. R. Roos, K. L. Roos, I. Lohmar, D. Wall, J. Krug, M. Horn-von Hoegen and F.-J. Meyer zu Heringdorf

Phys. Rev. Lett. 100, 016103 (2008)


 Publication: DOI: 10.1103/PhysRevLett.100.016103

 
 2007
Electron promotion and electronic friction in atomic collision cascades

 A4
A. Duvenbeck, O. Weingart, V. Buss and A. Wucher

Animation of an atomic collision cascade initiated by 5-keV Ag --> Ag(111) bombardment. In addition to the illustration of atomic particle dynamics, the local excitation energy density is visualized by means of color mapping on femtosecond time scale (see time bar).

For a more quantitative analysis of the time-dependent excitation energy density profile as well as for details about the underlying physical model see Duvenbeck et al., New J. Phys. 9 (2007) 38.


 Publication: DOI: 10.1088/1367-2630/9/2/038
 Download Video in full size (8,7MB)

 
b5
 2007
Domain sensitive contrast in photoelectron emission microscopy

 B5
D. Thien, P. Kury, M. Horn- von Hoegen, F.-J. Meyer zu Heringdorf,
J. van Heys, M. Lindenblatt and E. Pehlke


 Publication: DOI: 10.1103/PhysRevLett.99.196102


 
a6
 2007
Creation of multiple nanodots by single ions

 A6
Ender Akcöltekin, Thorsten Peters, Ralf Meyer, Andeas Duvenbeck, Miriam Klusmann, Isabelle Monnet, Henning Lebius, Marika Schleberger

 Publication: DOI: 10.1038/nnano.2007.109


 
b3

 

 

 2007
Ultrafast Bond Softening in Bismuth: Mapping a Solid's Interatomic Potential with X-rays

 B3
D. M. Fritz, D. A. Reis, B. Adams, R. A. Akre, J. Arthur, C. Blome, P. H. Bucksbaum, A. L. Cavalieri, S. Engemann, S. Fahy, R. W. Falcone, P. H. Fuoss, K. J. Gaffney, M. J. George, J. Hajdu, M. P. Hertlein, P. B. Hillyard, M. Horn-von Hoegen, M. Kammler, J. Kaspar, R. Kienberger, P. Krejcik, S. H. Lee, A. M. Lindenberg, B. McFarland, D. Meyer, T. Montagne, É. D. Murray, A. J. Nelson, M. Nicoul, R. Pahl, J. Rudati, H. Schlarb, D. P. Siddons, K. Sokolowski-Tinten, Th. Tschentscher, D. von der Linde, J. B. Hastings

 Publication: DOI: 10.1126/science.1135009
 
c1
 2007
Ballistic electron microscopy of individual molecules

 C1
Amin Bannai, Christian Bobisch, Rolf Möller

 Publication: DOI: 10.1126/science.1138668