04.11.2019

Neues Instrument an Bessy II

Leistungsstarker Messplatz für spin- und winkelaufgelöste Photoelektronenspektroskopie.

Ende Oktober wurde ein neues Instrument an die Nutzerschaft von Bessy II übergeben. Das Instrument wurde durch das Russisch-Deutsche Labor an Bessy II entwickelt. Mono­chromator und Apparatur für spin- und winkel­aufgelöste Photo­emission haben ihre Testphase erfolgreich absolviert und ermöglichen präzise Messungen der elek­tronischen Bandstruktur mit Spinauflösung von unter­schiedlichen Materialk­lassen wie topologischen Isolatoren und magnetischen Sandwich­strukturen, aber auch von neuartigen Solarzellen­materialien auf Perowskit­basis. Ebenso wurde ein Photoelektronen­mikroskop entwickelt.

Abb.: Das Team vom Russisch-Deut­schen Labor betreibt ein neues Experiment am...
Abb.: Das Team vom Russisch-Deut­schen Labor betreibt ein neues Experiment am Synchro­tronring BESSY II in Berlin. (Bild: M. Setzpfandt, HZB)

Das Russisch-Deutsche Labor existiert seit mehr als fünfzehn Jahren bei Bessy II. Die Wissen­schaftler betreiben seitdem ein eigenes Strahlrohr für Absorptions­spektroskopie und Photoelektronen­spektroskopie. Nun haben sie zusätzlich zu dem Dipol-Strahlrohr auch einen leistungs­starken Messplatz für spin- und winkel­aufgelöste Photoelektronen­spektroskopie und Photoelektronen­mikroskopie an einem Undulator­strahlrohr aufgebaut. Dieser Messplatz ist in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Dresden und der Freien Universität Berlin entstanden; er wurde vom Bundes­ministerium für Bildung und Forschung mit einer Million Euro finanziert. Von der kommenden Strahlzeit an steht dieser Messplatz nun auch russischen und deutschen Nutzerteams für Koopera­tionen zur Verfügung. 

Eckart Rühl von der Freien Universität Berlin, Vorsitzender des Lenkungs­ausschusses des Labors, hebt die starke Verbun­denheit mit den russischen Kollegen hervor: „Insbesondere mit dem Ziel, die russischen Forscher­gruppen mit den neuen Möglich­keiten des Instruments vertraut zu machen, haben wir die Eröffnung des neuen Instruments in einen inter­nationalen Workshop eingebettet.“ Sieben Forscherinnen und 19 Forscher aus Russland, Deutschland, Spanien und Japan werden an zwei Tagen über ihre Ergebnisse berichten.

„Die Spin-Bahn-Wechsel­wirkung, also die Kopplung von magnetischer Ausrichtung und Bewegungs­richtung der Elektronen, hat sich in den vergangenen Jahren konti­nuierlich zu einem zentralen Thema in der Physik der Festkörper entwickelt, insbesondere durch die neue Materialklasse der topo­logischen Isolatoren, deren Entdeckung durch den Nobelpreis für Physik 2016 gewürdigt wurde“, erklärt Oliver Rader vom Helmholtz-Zentrum Berlin, in dessen Abteilung das neue Instrument angesiedelt ist. „Das führte inter­national zu stark steigender Nachfrage nach Experimenten, mithilfe derer der Spin direkt nachgewiesen werden kann.“ Auch das aktuelle Interesse an stabilen zwei­dimensionalen Festkörpern könnte dazu beitragen, denn in den letzten Jahren wurden neuartige zwei­dimensionale Magnete wie CrI3 entdeckt.

Getragen wird die Kooperation von deutscher Seite von der Freien Universität Berlin, der Tech­nischen Universität Dresden, der Technischen Universität Freiberg und dem Helmholtz-Zentrum Berlin sowie auf russischer Seite von der Staat­lichen Universität St. Petersburg, dem Kurchatov Institut (Moskau), dem Ioffe Institut (St. Petersburg) und dem Shubnikov Institut für Kristallo­graphie (Moskau).

HZB / JOL

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