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Methoden und Infrastruktur

Die wissenschaftliche Basis des Peter Grünberg Instituts (PGI) besteht aus einer starken Grundlagenforschung und einer außergewöhnlich breiten Auswahl von Instrumenten, experimentellen Ansätzen und theoretischen Methoden.

Das Institut betreibt eine einzigartige Anlage für neue Gatematerialien und für verspanntes Silizium, die wichtige Bausteine für noch kleinere und stärkere Transistoren für energieeffiziente mobile Geräte wie Notebooks oder Mobiltelefone darstellen. Als größere Investition baut das PGI derzeit die Helmholtz Nanoelectronic Facility (HNF), ein modernes Reinraumzentrum, in dem unter anderem Materialien, Strukturen und Prozesse im Nanometerbereich für die Chips von übermorgen entwickelt werden.

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Die Entwicklung von Methoden ist ein weiterer Schwerpunkt. Daher erweitern und aktualisieren wir immer wieder die Auswahl der verfügbaren Methoden, um die Herausforderungen der Zukunft in der Erforschung neuartiger Materialien und Phänomene zu meistern. Gleichzeitig werden unsere Expertise und Kenntnisse aus der Grundlagenforschung zur Entwicklung neuartiger Technologien und Gerätekonzepte in der Informationstechnologie genutzt.

Die folgenden Methoden und Infrastruktureinrichtungen stellen lediglich eine Auswahl des aktuell am PGI zur Verfügung stehenden Spektrums dar:

  • eine Reihe qualitativer und quantitativer Modelle und Methoden, die die Supercomputer am Institute for Advanced Simulation nutzen, z. B. Maße und Zeugen der Quantenverschränkung, gruppentheoretische Klassifikation mit topologischer Sortierung, auf Dichtefunktionen basierende Verfahren und moderne Mehrkörperansätze
  • eine große Vielfalt von Einrichtungen für die Präparation und Synthese, von der Einkristallzucht komplexer Oxide, bis zu einer Reihe spezieller Verfahren für die Herstellung dünner Schichten
  • verschiedene Top-Down- und Bottum-Up-Verfahren für die Nanostrukturierung
  • chemische Syntheselabors für molekulare Strukturen
  • Labors für die Herstellung molekularer und zellulärer biologischer Einheiten
  • komplette Ausstattung mit analytischen Verfahren und speziellen Experimenten für die Untersuchung physikalischer Eigenschaften und Phänomene einschließlich Standardansätze aus Materialwissenschaft, Festkörperphysik und Oberflächenphysik
  • hochspezialisierte Verfahren der Spektroskopie, Mikroskopie und Streuung, dabei auch Nutzung von Großeinrichtungen
  • verschiedene Typen der hochauflösenden und spinpolarisierten Elektronenspektroskopie, Rastertunnelspektroskopie und Pump-Probe-Spektroskopie mit ultraschnellen Laserquellen
  • Rastersondenmikroskopie auf der atomaren Ebene unter anderem mit spinpolarisierten Methoden
  • zeitaufgelöste Mikroskopie mit Synchrotronstrahlung
  • Streuexperimente mit Synchrotronstrahlung vom XUV- bis hin zum harten Röntgen-Bereich
  • aberrationskorrigierte Transmissionselektronenmikroskopie am Ernst Ruska-Centrum (ER-C)
  • neutronenbasierte Streuverfahren am Jülich Centre for Neutron Science (JCNS)

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