V28_2024 - QM-IFOX - Rotating Anode Diffractometer (ERC LUCIOLE)

Als eines von 18 Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft beschäftigt das HZB rund 1.100 Mitarbeiter - davon zirka 800 in Berlin-Wannsee und 300 in Berlin-Adlershof – und verfügt über einen Gesamthaushalt von zirka 110 Millionen Euro. Das HZB arbeitet eng mit den Universitäten und Fachhochschulen in Berlin-Brandenburg zusammen. Das HZB betreibt verschiedene Großgeräte, wie den BESSY II Elektronenspeicherring und die Metrology Light Source, einen optimierten Speicherring für die Physikalisch-Technische-Bundesanstalt (in Adlershof). Die Realisierung einer nachhaltigen Energieversorgung ist eine zentrale, drängende Fragestellung dieses Jahrzehnts. Die Forschung steht vor der Herausforderung, zukunftsfähige Ansätze für die Lösung der Energiefrage zu entwickeln.

Das Institut „Funktionale Oxide für die energieeffiziente Informationstechnik (IFOX)“ forscht an dünnen Schichten aus Metalloxiden für die Informationstechnologien der Zukunft. Diese dünnen Schichten aus Metalloxiden gelten als eine besonders vielversprechende Materialklasse für energieeffiziente Bauelemente. Dünne Schichten aus verschiedenen Metalloxiden, die zu „Sandwich“-Strukturen und/oder Übergitterstrukturen zusammengeschichtet sind, weisen völlig neue mechanische, optische und elektromagnetische Eigenschaften auf. Die Synchrotronquelle BESSY II bietet ein vielfältiges Angebot an Instrumenten für die Energie-Materialforschung. Dazu gehören Instrumente zur Analyse von Prozessen in Energiematerialien in situ und in operando. Das Institut ist auch am Aufbau der Helmholtz Energy Materials Foundry (HEMF) am HZB beteiligt. Im Rahmen dieser Kooperation entstehen hochmoderne Labore für die Materialsynthese, die auch externen Forschern zur Verfügung stehen werden. *** IFOX ist ein Partner des Leibniz-Wissenschaftscampus GraFOx2. *** XRD ist ein wichtiges Instrument für das Wachstum dünner Schichten. Da IFOX mit Oxid-Dünnschichten arbeitet, müssen wir routinemäßig (1) die kristallografische Orientierung und Epitaxie von Perowskit-Oxidschichten wie SrTiO3 und BaTiO3 auf einkristallinen Oxid-Substraten und Si, (2) die Phasenbildung in polykristallinen (Hf,Zr)O2-Schichten, (3) die Out-of-Plane/In-Plane-Periodizität und die polaren Texturen von Oxid-Supergittern und (4) die kristallografischen Texturen von hochorientierten (Hf,Zr)O2-Schichten überprüfen. Eine Röntgenquelle mit hoher Intensität wird den Zeitaufwand für tägliche XRD-Messungen verringern. Noch wichtiger ist, dass die epitaktischen und hoch texturierten ultradünnen Oxidschichten, die wir züchten, eine hohe Röntgenintensität benötigen, um die unter dem Hintergrundrauschen verborgenen Beugungsspitzen aufzudecken. Der großflächige 2D-Röntgendetektor wird die Zeit, die für die Messungen der reziproken Raumabbildung benötigt wird, erheblich verkürzen, und das In-Plane-Goniometer bietet einen höheren Freiheitsgrad bei der normalen reziproken Raumabbildung und Polfigur als das herkömmliche Goniometer und ermöglicht die reziproke Raumabbildung in der Ebene und die volle Polfigur. *** Mittels dieser Ausschreibung soll ein Diffraktometer mit rotierender Anode beschafft werden. ***