Wissenschaftliche Infrastruktur
Für unsere wissenschaftliche Arbeit am Peter Grünberg Institut steht uns eine umfangreiche Forschungsinfrastruktur im Forschungszentrum Jülich und darüber hinaus zur Verfügung.
Die wichtigsten Einrichtungen, die wir am PGI nutzen, sind nachfolgend aufgelistet:
- Ernst Ruska-Centre, ER-C: Das Institut verfügt über einige der weltweit fortschrittlichsten Transmissionselektronenmikroskope sowie Werkzeuge zur Nanocharakterisierung, die in der Material- und Life-Science-Forschung verwendet werden.
- Helmholtz Nano Facility, HNF: einzigartige Reinraumanlage für die IT-Forschung
- Jülich Centre for Neutron Science, JCNS: modernste Neutronenquellen und -Instrumentation
- Jülich Supercomputing Center, JSC: Supercomputer zur Multiskalenmodellierung und Simulation von Materialien und Bauteilen
Innerhalb der unterschiedlichen Institutsbereiche des PGI betreiben wir Forschungsinfrastrukturen, die individuell an die spezifischen Forschungsthemen angepasst sind. Sie lassen sich unterteilen in Infrastrukturen zur Probenvorbereitung und Infrastrukturen zur Probencharakterisierung:
Zur Probenvorbereitung nutzen wir eine breite Palette physikalischer und chemischer Abscheidungstechniken. Damit erzeugen wir Dünnschichtsysteme, Nanodrähte und Nanopunkte. Eine besondere Einrichtung für die Herstellung von Hybridsystemen ist das NanoCluster im HNF-Gebäude. Es wird auch für die meisten Nanostrukturierungs-Arbeiten (mittels Elektronenstrahllithographie) eingesetzt. Zur Synthese von Molekülen und molekularen Strukturen betreiben wir eine Reihe von spezialisierten Chemielaboratorien.
Zur Probencharakterisierung unterhält das Peter Grünberg Institut zahlreiche Verfahren für mikroskopische, spektroskopische und Streu-Untersuchungen, von denen einige speziell im eigenen Haus entwickelt wurden. Eine Reihe von Niedertemperatur-Rastertunnelmikroskopen, sowohl spinintegriert als auch spinaufgelöst, dienen der atomar aufgelösten Untersuchung von elektronischen und Spin-Konfigurationen an Oberflächen und molekularen Strukturen. Verschiedene Arten von Raster- und Vollfeld-Elektronenmikroskopen ermöglichen die Untersuchung von Phänomenen auf mesoskopischen Längenskalen.
Für Strukturanalysen setzen wir spezielle Röntgenstreuinstrumente ein. Eine breite Palette photonen- und elektronenspektroskopischer Methoden nutzen wir, um Elektronenzustände in kondensierten Materiesystemen bis auf das Niveau des Elektronenspins detailliert zu erforschen. Elektrische Transport-Eigenschaften können wir auch bei sehr niedrigen Temperaturen und in hohen Magnetfeldern messen. Zudem betreiben wir ein Electronic-Oxide-UHV-Cluster-Tool (EOC), das mittels Rastersonden-Methoden sowie Photoelektronen-Spektroskopie und -Spektromikroskopie eine In-situ-Charakterisierung und elektrische Manipulation von Oxid-Dünnschichten und -Bauteilen im Nanomaßstab ermöglicht.
Der geplante Neubau Helmholtz Quantum Center, wird von der Helmholtz-Gemeinschaft mit etwa 50 Millionen Euro finanziert. Es umfasst den Bau eines neuen Gebäudes mit modernster Versuchsausrüstung für die Entwicklung von Quantentechnologien auf dem Jülicher Campus. In dem Neubauwerden viele der vorhandenen Aktivitäten auf dem Gebiet des Quantencomputing im Peter Grünberg Institut räumlich gebündelt. Ziel ist es, die Zusammenarbeit über Arbeitsgruppen und Institute hinweg zu stärken und attraktive Bedingungen für führende Wissenschaftler zu bieten. Mit der Zusammenführung von grundlagen- und materialorientierten Arbeitsgruppen mit stark anwendungsfokussierten Forschungsgruppen in einem gemeinsamen Gebäude wird der Austausch gefördert, um damit eine schnellere Umsetzung von neuen Erkenntnissen in Technologie zu begünstigen. Der geplanter Baubeginn ist im 1. Halbjahr 2025, die Inbetriebnahme ist für 2028 geplant.